作者：李巖

一、Moldflow在企業(yè)的長(zhǎng)期應(yīng)用效益分析

1.筋位設(shè)計(jì)優(yōu)化效益

柜口原始產(chǎn)品筋位設(shè)計(jì)過(guò)高，從客戶(hù)的使用功能上看防發(fā)泡溢料的筋位高度在10mm左右就可以了。筋位優(yōu)化后制品重量可降低30g左右，且筋位的抱緊力減少，優(yōu)化制品現(xiàn)有筋位拉白問(wèn)題，同時(shí)可降低成型壓力。

效益分析：制品筋位和壁厚優(yōu)化后制品重量單件可降低重量100g左右，按冷柜柜口所有型號(hào)年產(chǎn)30萬(wàn)算，一年可節(jié)省57萬(wàn)。

2.澆注系統(tǒng)優(yōu)化效益

內(nèi)桶底：澆注系統(tǒng)由熱流道四點(diǎn)直澆口改為冷流道縫隙澆口，可降低模具成本50000，生產(chǎn)節(jié)拍縮短20S。按年產(chǎn)50萬(wàn)算，一年可節(jié)省17萬(wàn)。

控制盤(pán)座：通過(guò)優(yōu)化按鈕懸臂梁尺寸，按鈕上不需要放置澆口可成型，澆注系統(tǒng)改成熱流道減輕料把重量50g。

濾塵網(wǎng)：三板模點(diǎn)澆口改熱流道點(diǎn)澆口，單件可省料把30g，周期提效5s。

壓機(jī)蓋板：注塑機(jī)噸位不變，一模出兩件。年可節(jié)約注塑成本20萬(wàn)。

3.冷水水路優(yōu)化效益

通過(guò)優(yōu)化冷水水路，模具熱點(diǎn)處鑲鈹銅。周期優(yōu)化至65s左右。提效15S。按年產(chǎn)50萬(wàn)算，一年可節(jié)省12.5萬(wàn)。

保險(xiǎn)杠：優(yōu)化周期13s。

熱水器前殼：周期可控制在50s，提效5S。

儀表板本體：熱點(diǎn)優(yōu)化可提效15s

二、moldflow應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

1.變形

運(yùn)行moldflow分析，變形的準(zhǔn)確率可以在85%以上。通過(guò)分析可以提前預(yù)測(cè)產(chǎn)品的變形量，提出更改方案。避免了后期因?yàn)楫a(chǎn)品變形導(dǎo)致的大量修模問(wèn)題。

2.氣痕

（1）筋位沖出氣痕

筋位排氣不良，產(chǎn)品表面沖出水花。筋位根部加排氣，或者更改產(chǎn)品造型使筋位根部不困氣（筋位加厚或者倒大圓角。）

流經(jīng)筋位的熔膠先達(dá)到側(cè)壁，會(huì)在側(cè)壁上筋位正對(duì)位置有氣痕缺陷。改善方案產(chǎn)品壁厚調(diào)整或筋位造型優(yōu)化。

（2）產(chǎn)品造型導(dǎo)致氣痕

澆口放置在紅色箭頭側(cè)，熔膠從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)往外沖，黑色箭頭正對(duì)位置有氣痕缺陷。升高模溫可改善。

產(chǎn)品表面刻字或者造型凸起導(dǎo)致氣痕。改善方案，刻字高度需控制在0.5mm以下。

3.計(jì)算大型產(chǎn)品的鎖模力

• (1) 在進(jìn)行大型產(chǎn)品的CAE分析時(shí)，如何給出正確的鎖模力是我們?cè)谌粘７治鲋斜容^頭疼的問(wèn)題。
• (2) 鎖模力=型腔壓力*產(chǎn)品的投影面積，如何確定型腔壓力是鎖模力分析是否合理的關(guān)鍵。因此保壓壓力不能過(guò)大，如果過(guò)大將導(dǎo)致型腔壓力較大，進(jìn)而導(dǎo)致較大的鎖模力。
• (3) Moldflow默認(rèn)保壓參數(shù)是成型壓力的80%，大型產(chǎn)品的分析成型壓力如果偏高，保壓壓力勢(shì)必較高，導(dǎo)致了較高的鎖模力。因此大型產(chǎn)品分析時(shí)需需綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)工藝條件，按照實(shí)際工藝條件合理設(shè)置保壓壓力，才能得到合理大小的鎖模力。

三、Moldflow在海爾模具的應(yīng)用案例

案例一：Moldflow在由變形導(dǎo)致的修模中的應(yīng)用

商用空調(diào)接水盤(pán)，材料耐候ABS，主壁厚3.0mm。外形尺寸為1510 mm×291mm×276mm

客戶(hù)要求：

• （1）銷(xiāo)孔處（紅色圓圈處）軸心處偏差需控制在0.5mm以?xún)?nèi)，
• （2）主裝配邊（紅色線(xiàn)條標(biāo)識(shí)處）變形需控制在2mm以?xún)?nèi)。

1.開(kāi)模分析結(jié)果與試模結(jié)果對(duì)比

開(kāi)模前分析結(jié)果：產(chǎn)品出模方向的變形量非常小，可以滿(mǎn)足客戶(hù)變形要求。

但是產(chǎn)品首試結(jié)果卻大大出乎我們的意料。裝配邊的變形非常大約為8mm左右，銷(xiāo)孔處軸心偏差大根本無(wú)法裝配。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)整，無(wú)法得到滿(mǎn)意的產(chǎn)品。需CAE查找原因并分析解決方案。

2.分析與實(shí)際變形不符原因排查

原因排查：

• （1）試模工藝，試模材料，冷卻水，及澆注系統(tǒng)排查，無(wú)異常。
• （2）實(shí)際產(chǎn)品數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)局部造型不一致主裝配邊處壁厚加厚（最厚處約為4.8mm），與分析數(shù)據(jù)不一致（如圖4），是導(dǎo)致變形的主要原因。

采用最終數(shù)據(jù)運(yùn)行CAE分析后我們發(fā)現(xiàn)變形分析結(jié)果與樣件一致，如圖5所示，因此產(chǎn)品局部壁厚加厚是導(dǎo)致產(chǎn)品出模方向變形加大的主要原因。

3.變形改善方案

塑膠件產(chǎn)生變形的原因是因?yàn)槭湛s不均產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)產(chǎn)品的剛度或者屈服強(qiáng)度后引起的變形。為此在不改變現(xiàn)有澆注系統(tǒng)，盡量減少模具改動(dòng)的前提下。我們需要從增加產(chǎn)品剛度（加筋）或者減小產(chǎn)品上區(qū)域之間的收縮不均（調(diào)整壁厚）兩個(gè)方面入手，來(lái)改善變形。

空調(diào)接水盤(pán)變形改善方案一：通過(guò)加筋來(lái)增強(qiáng)產(chǎn)品剛度

• 通過(guò)加筋來(lái)增強(qiáng)產(chǎn)品剛度，增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)抗變形的能力。
• 由分析結(jié)果知產(chǎn)品加筋后，主裝配邊的變形由8mm減小至4.8mm左右，確有改善但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到客戶(hù)要求。同時(shí)因?yàn)榧咏钚枰�電火花加工，改模費(fèi)用高，時(shí)間長(zhǎng)。因此我們考慮采用減小收縮差異（調(diào)整壁厚）的方法來(lái)改善變形。

空調(diào)接水盤(pán)變形改善方案二：調(diào)整產(chǎn)品壁厚分布降低收縮差異來(lái)改善變形

通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品壁厚分布，降低收縮來(lái)改善變形。

• 從澆口處加輔助流道：加強(qiáng)主裝配邊的保壓壓實(shí)，減小此區(qū)域的收縮，進(jìn)而減小與大面的收縮差異。
• 產(chǎn)品靠近主裝配邊附近的大面壁厚加厚，通過(guò)減小壁厚差來(lái)減小由壁厚差異而改善收縮差異。
• 通過(guò)分析結(jié)果，產(chǎn)品壁厚優(yōu)化后，變形可以滿(mǎn)足客戶(hù)要求。

4.試模驗(yàn)證

模具按照CAE優(yōu)化方案更改后，試模產(chǎn)品的變形滿(mǎn)足客戶(hù)要求，銷(xiāo)孔處于的變形非常小，裝配時(shí)銷(xiāo)釘可以一插到底。滿(mǎn)足了客戶(hù)要求，收到客戶(hù)好評(píng)。

項(xiàng)目總結(jié)

• （1）CAE在注塑產(chǎn)品的變形分析中有著重要的指導(dǎo)作用，若實(shí)際試模結(jié)果與分析不一致，CAE工程師遇到這種問(wèn)題首先需進(jìn)行原因排查找出原因，并提供盡量簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，且更改成本最低的修模方案；
• （2）模具工程師在模具的制作過(guò)程中，特別是變形要求嚴(yán)格的產(chǎn)品。若產(chǎn)品更改必須將最新產(chǎn)品發(fā)給CAE重新運(yùn)行變形分析，以確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
• （3）產(chǎn)品的收縮導(dǎo)致的變形可通過(guò)增加產(chǎn)品的剛性及調(diào)整產(chǎn)品壁厚分布來(lái)改善。具體實(shí)施需要綜合考慮成本及方案的可行性。選擇模具更改最少，成本最低的改模方案；
• （4）開(kāi)模前，通過(guò)CAE分析提前預(yù)估產(chǎn)品變形及其他缺陷�？杀苊夂笃谶@些缺陷導(dǎo)致修模。每套至少節(jié)約成本2500元，按照模具公司每年生產(chǎn)模具1000套計(jì)算每年可節(jié)約成本250萬(wàn)。

案例二：Moldflow在降低生產(chǎn)周期中的應(yīng)用(異性水路)

波輪洗衣機(jī)波輪，材料耐候PP，主壁厚2.5mm。外形尺寸為344.5*344.5*77.5

1.原始設(shè)計(jì)方案

原始的模具水路設(shè)計(jì)：后模標(biāo)識(shí)區(qū)域，筋位比較密集，是模具熱點(diǎn)區(qū)域，受模具結(jié)構(gòu)影響此處無(wú)法添加冷卻水。

目前存在的問(wèn)題：熱點(diǎn)區(qū)域無(wú)冷卻水，模溫較高。導(dǎo)致產(chǎn)品冷卻周期長(zhǎng)，影響效率。

2.原因分析及改善方案

為了改善產(chǎn)品后模的冷卻難題，我們采用3D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)如下圖所示的異形水路。

3.實(shí)際改善效果

添加異形水路后，熱點(diǎn)處模溫下降明顯，產(chǎn)品冷卻周期下降20秒。

項(xiàng)目總結(jié)

• (1) 產(chǎn)品熱點(diǎn)位置需要盡量添加冷卻水。此產(chǎn)品熱點(diǎn)處無(wú)冷卻導(dǎo)致成型周期長(zhǎng)，影響成本；
• (2) 添加異形水路后，熱點(diǎn)處模溫下降明顯，產(chǎn)品冷卻周期下降20秒；
• (3) 后模造型復(fù)雜的模具，水路設(shè)計(jì)完畢，需要進(jìn)行冷卻分析。提前預(yù)測(cè)熱點(diǎn)位置，對(duì)水路設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。降低模具的冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)成本；
• (4) 通過(guò)優(yōu)化冷水水路，提效20S。按年產(chǎn)50萬(wàn)算，一年可節(jié)省12.5萬(wàn)。