湛江核电站设备模型厂 模型工艺精美

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续:

模型的意义在于可通过视觉了解实物的形象,除了具有艺术欣赏价值外,在教育、科学研究、工业建设、土木建筑和军事等方面也有极大的效用。

高质量注塑制品的获得,是以优秀的制品设计、模具设计和注塑成型工艺为前提。注塑制品的许多缺陷(如熔接痕、短射、制品变形等)皆与熔体在模具中的流动方式有关,因而对熔体流动方式的控制成为优化注塑成型工艺的关键。随着CAE技术的迅速发展,特别是Moldflow软件的推出,可实现对注塑成型过程的计算机模拟分析;在试模前预测出熔体在填充、保压、冷却等过程中可能出现的缺陷,以帮助工艺人员进行分析和改进,提高一次试模的成功率,从而降低制造成本并缩短开发周期…。本研究采用Moldflow软件对一种薄壁注塑制品的充模、冷却、翘曲等行为进行了动态模拟,为该制品的模具设计及注塑工艺参数的确定提供了理论依据,从而改善制品的成型质量。1注塑成型CAE注塑成型CAE技术主要由3个部分组成:(1)根据连续介质力学、塑料加工流变学、传热学基本理论建立型腔内熔体流动、传热的数学模型;(2)根据成型过程中压力场、温度场、速度场等的分布,运用数值计算理论建立定量求解方法,(3)依据上述模型与计算方法,运用计算机图形学,在计算机屏幕上形象、直观地显示出实际成型中熔体的动态充填冷却过程。其中建立可靠的数学模型及与之对应的数值计算方法是该技术的核心。对于薄壁塑件,可采用基于非稳态、非等温条件下的Hele-Shaw流动模型,并结合描述注塑过程的基于连续介质力学理论的连续性方程、运动方程和能量方程,以及描述材料特性的本构关系、界条件,对注塑充填过程进行准确描述(一般需结合注塑成型特点,对上述方程进行合理的简化与假设,以得到最能反映该过程且便于数值计算的控制方程)由此建立的模型为中面模型,结合流动分析网络法,运用有限元/有限差分混合数值方法进行求解,从而得到实际注塑过程中不同时间段的压力场、温度场等的变化情况模拟结果(该求解方法在流动平面内采用有限元近似,厚度方向和时间导数采用有限差分近似,集中了二者的优点,适用于对平面任意形状型腔的模拟)。通过以上方法可得到下面几个直角坐标系的控制方程。2
实例分析2.1
成型工艺所制塑件为一塑料连接件,材料为ABS,外表面质量要求较高,模具设计为一模四腔。采用Moldflow的MPI模块[3-4]对该塑件的熔体流动过程进行模拟,确定了浇口位置,并对填充、冷却、翘曲等过程进行分析,预测填充时间、型腔压力分布、温度分布等状况,为实际注塑成型提供工艺参数。2.2
建模在Pro/Engineer软件中创建实体模型并转换保存为STL模型,通过STL文件格式将其导入Moldflow软件,在MPI的前处理器中生成用于数值计算的有限元网格模型。图l所示为塑件划分后的网格模型,含有14
956个三角形单元。2.3工艺参数设置根据所选材料工艺要求,工艺参数设置为:注射压力130MPa,模具表面温度40°C,熔体温度240°C。2.4最佳浇口位置浇口的设计主要包括浇口的数目、位置、形状和尺寸。浇口的形状与尺寸决定了聚合物流动方向和平衡状态,当流动不平衡时容易造成不均匀收缩和翘曲变形,并影响气泡和熔接痕位置及内应力取向;而浇口的数目和位置则影响浇1:1的充填模式。无论采用什么形式的浇口,开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大,不适当的浇口位置常造成型腔内的气体在注塑成型过程中无法逃逸,造成短射、气穴、烧焦痕等注塑缺陷,因此在模具设计之前合理选择浇口位置是提高塑件成型质量的重要环节。

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)用化学粘接陶瓷浇注陶瓷型腔。用快速成型技术制作塑料原型,然后浇注硅橡胶、环氧树脂、聚氨醋等材料,制成软模。移去原型,在软模中浇注化学粘接陶瓷形成型腔,之后在
205 ℃ 以下固化 CBC
型腔并抛光型腔表面,加人浇注系统和冷却系统后便制得小批量生产用注塑模。

设计师进行产品外观确认和功能测试等,从而完善设计方案
,达到降低开发成本,缩短开发周期,迅速获得客户认可的目的。

图2 最佳浇口位置

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)用陶瓷或石膏型浇注钢型腔。利用快速成型系统制作母模的原型,浇注硅橡胶、环氧树脂、聚氨醋等材料,制成软模。然后移去母模,在软模中浇注陶瓷或石膏,结合铸造技术制成钢型腔。最后对型腔表面抛光后加人浇注系统和冷却系统等便得到批量生产用注塑模。
( 3 )用覆膜陶瓷粉直接制造钢型腔。 SLS
技术以覆膜陶瓷粉为原料,通过激光烧结成型,可以将壳型的三维 CAD
模型直接制出陶瓷壳型,再配以冒口浇注系统进行精密铸造,制成钢型腔。这种方法最为直接,但每次只能制造一个型腔,生产率较低。另外一种方法是用
SLA 、 LOM 、 FDM 或 SLS
等快速成型工艺制造出母体的树脂或木质原型,并在原型表面直接涂挂陶瓷浆料制出陶瓷壳型,焙烧后用工具钢作为浇注材质进行铸造,即可得到模具的型芯和型腔。该方法制作周期不超过
4 周,制造的模具可生产 25000 个塑料产品。

工业机械模型制作设计的用料-石膏材料成型虽然方便,具有易于直接浇注、车削加工成型、模板刮削成型、翻制粗模成型后加工、骨架浇注成型加工等优点:但是,如果用石膏制作大模型则会出现体积过重的问题,不易搬动,容易损坏,而且与其他材料连接的效果也欠佳。

湛江核电站设备模型厂 模型工艺精美。本研究采用Moldflow软件进行最佳浇口分析,并依据分析结果设置浇口位置,可避免因浇口位置不当而造成的塑件缺陷。具体处理过程为:网格划分一网格合理调整一型腔布局一分析内容及参数设置一材料选择一注射参数设置等。图2所示为由Moldflow.软件得到的最佳浇口位置,根据分析结果可知图中箭头所指处即为最佳浇口位置,由此设计出的浇注系统如图3所示。

3 .用化学粘接钢粉浇注型腔

数学模型用数学语言描述的一类模型。数学模型可以是一个或一组代数方程、微分方程、差分方程、积分方程或统计学方程,也可以是它们的某种适当的组合,通过这些方程定量地或定性地描述系统各变量之间的相互关系或关系。

图3 浇注系统布局

用快速成型系统制作纸质或树脂的母模原型,然后浇注硅橡胶、环氧树脂、聚氨酷等软材料,构成软模。移去母模,在软模中浇注化学粘接钢粉的型腔,之后在炉中烧去型腔用材料中的粘结剂并烧结钢粉,随后在型腔内渗铜,抛光型腔表面,加入浇注系统和冷却系统等就可批量生产注塑模。

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