基于Moldflow欠件的薄壁零件直流和随形冷却通道分析

用户产品尺寸有着越来越小的趋向，市场对薄壁塑件需求量也日益增加，目前大多数薄壁塑件采用注塑成型，控制薄壁件的翘曲是成型难点。因此，本研究就随形冷却通道和直流冷却通道的成型质量进行了对比评价。研究中采用的浇注系统类型是点浇口，该种浇口是三板模常用的浇口，通过对Autodesk Moldflow Insight（AMI）2013仿真结果进行田口法和方差分析，发现随形冷却通道与传统的直流冷却通道相比，在翘曲方面能提高成型件质量，这些结果有利于精密塑件的生产。 
　　一、前言 
　　注射成型工艺有四个阶段，即加料、塑化、冷却和脱模，这些阶段中，冷却阶段对成型周期时间和成型件质量影响非常大。注射模冷却通道设计会影响冷却时间和所生产成型塑件质量，翘曲是薄壁件常见的一种缺陷，有效的冷却通道能减小成型件的收缩不均和翘曲。为提高注射模工艺冷却阶段的冷却效率，提出随形冷却通道。 
　　二、研究方法 
　　在本研究中，采用田口方法确定最佳注射成型参数，同时采用方差分析确定直流通道和随形冷却通道中影响薄壁件翘曲的最重要因素。有许多因素影响成型件翘曲，如成型件结构设计、所用塑料材料种类、模具镶件材料类型、注射成型机、成型工艺参数、冷却液以及模具温度和室温，而本研究中只考虑了几个重要因素，并采用了如下假设。 
　　（l）忽略了浇口尺寸。 
　　（2）假定环境温度不变。 
　　（3）研究中所用塑料材料是非结晶热塑性ABSCycolac MG47，该种材料性能如表1所示。 
　　图1和图2分别给出了尺寸为60mm×55mm及厚度为Imm薄壁零件的直流浇注系统和随形浇注系统，两个通道各产生了长度为1mm的19527个和21933个表面三角形。 
　　进行了两个实验，比较有相同布局和横截面积的随形和直流冷却通道性能。在两个实验中，成型温度（A）、融化温度（B）、保压压力（C）和保压时间（D）四个因素确定为变量参数，对每个因素选择4个因素3种工艺水平的9个实验。正交方差和参数控制因素分别如表2-4所示，由此可确定两类冷却通道影响薄壁件最佳没置参数和最重要因素。 
　　在研究中，假定模具的型芯和型腔面温度相同。当注射时间超过0.1秒时，一些组合参数会导致成型件“短射”缺陷，因此注射时间设定为0.1秒。采用置信水平0.05的方差，对薄壁件模拟中各个方向产生的翘曲进行了分析。 
　　为确定最佳参数设置，根据表5给出的薄壁件翘曲分析结果计算信噪比（S/N），将方差分析结果和信噪比方法进行比较，可以确定各因素的影响效果并由此分析每个因素对最终效果的重要性，通过比较相对方差，可以确定全部因素的贡献率。