“优化保压曲线以控制塑胶翘曲之原理”,为什么又是这么长的一个题目,我也搞不懂,很可能语文功力不行,说话太啰嗦了,还请看官海涵,言归正传,进入正文吧。
下图是今年MOLDFLOW年会段金牌报告中的一个图片,大家可能看不清,其实数字我也看不清,不过没关系,会意就行。讲了什么内容呢,简单概括就是:保压阶段通过不同的压力分段可以让某些产品的翘曲模式反向。
(演讲视频截图)
由于之前搞工艺优化主要是调外观,没具体涉足过这方面,算是知识盲点,所以有必要一探究竟。不过很遗憾,没机会跟段大师当面请教。得,自己动手丰衣足食,反正是模拟,又不花钱,试试呗。
先来捋捋思路。从图片可以看出,两种工艺最明显的差异是一个先高保压,再低保压,另一个先低后高。对应的,产品冷却的时候,多半是先薄壁区域凝固再厚壁凝固。常规工艺下必然是厚壁收缩大薄壁收缩小,翘曲的“力”就来自于此。顺着这个思路就做个模型检验一下想法。
简化模型如下,平板,一面有筋,尺寸比例还算合理,材料选用PP + 20%TF(X4323),填料是矿物,肯定不能用玻纤了。至于为啥,可以翻看战五渣的历史文章,有详细说明。
(含有薄筋的简化模型)
下图是分析模型,还是采用三板模吧,没什么原因,就是看着顺眼,
这是常规的分析设定,很普通,采用一段保压,
(原始工艺设定)
流动模式,这个没啥说的,
(流动分析结果)
翘曲模式,两头上翘,有一点马鞍形的意思,
(翘曲量值~1.12mm)
接下来是收缩结果,和预期的一样,薄筋收缩小,主面厚,相对收缩大,
(体积收缩结果)
所有的结果都没有意外,那就再回想一下刚刚的思路。为了降低薄筋和厚面的收缩差异,需要找到他们各自出现收缩的时间区间。特别是薄筋,先找薄筋的凝固点吧。这支材料的玻璃化转换温度132℃,考虑了一下,如果选这个温度的话可能会略低,直观上感觉材料应该不会等到这么低的温度才丧失保压效果。没关系,反正只是模拟,先选个140℃试试看。
首先看筋的冻结时间,模拟结果大约3s.
(筋的冻结时间~3s)
再看主面,接近6s还未来完全冻结,当然实际情况这类产品,不太会用超过6s的保压时间,也没必要等它完全冻结。
(主面完全冻结时间超过6s)
时间分段找好了,那就开始吧。下图是优化的工艺设定,可能有疑问的是第二段保压压力偏大,达到150%,较小的值也试过,但效果不好。考虑模拟峰值压力不到20Mpa,所以这样设问题不大,各位看官领会意思就行。
(优化后工艺设定)
(先低后高的保压设定)
检验效果的时候到了,先看翘曲,果然,翘曲反向!而且量值还不小,
(反向的翘曲模式)
看来之前的猜测是对的,通过调整保压来控制收缩进而影响翘曲是可行的,至少这里的模拟显示效果还不错。
再看看收缩,它是整个逻辑链不可缺少的一环,和预想的一样,筋的收缩比主面的收缩还大。
(筋的收缩大于主面)
看到这里,先不急于做总结,看看如果浇口放在一侧会发生什么情况。
(侧边浇口分析模型)
原始工艺下,侧边浇口翘曲和顶面中间浇口的结果类似,
(原始工艺翘曲~0.99mm)
优化的工艺设定,同样采用先低后高的保压分段,
(设变后工艺设定)
下面是翘曲模式,很诡异,竟然是波浪形!万幸量值较小。
(波浪形的翘曲模式)
对于这个波浪形的模式,我也尝试了优化,效果始终不彰,无奈最终放弃。下图是此方案的收缩结果,有兴趣的可以看看,它可以解释为啥是波浪形。这里就不细说了,很简单,一定能看明白。
(优化保压后收缩结果)
看来,这种通过调节保压来控制翘曲的思路至少是被软件承认的
怎么样,看了这一系列眼花缭乱的模拟,是不是想马上跑到车间找一套模具,来一顿骚操作,检验一下这套思路的可行性?这就对了,搞模流就是要:文能按着鼠标点浇口,武能抱着机台调工艺。
不过先别急,我再多说几句,了解我的人都知道,战五渣最擅长的还是以结构优化翘曲,在工艺上面的领悟还真是战五渣,跟真正的大师比差远了。当年虽然也天南海北地跑了三年现场,亲眼见证了很多大师的妙手回春,化腐朽为神奇。但对于工艺的内功心法,始终无法挥洒自如,唯有对大师的叹服。所以本文讲的知识点到底有多大效果,什么地方能用,怎么用,心里还是没底。特意请教了行业里面的工艺专家。他表示,方法可行,实际也有在用,但筋要有一定高度,结构也要合适,不同材料差异大,等等。
恩,是这么回事,本文讲的也更多是思路心法,要想用好,还需要有心人自己在实战中多总结归纳。如果看了就完了,从来不用,那也就跟我一样,顶多是知道有这回事而已。多积累案例才能触类旁通形成真正的战斗力,共勉。
后记:上篇文章得到很多热心人的转发,特别是模流大V,访问量大增,给了我继续写下去的信心和动力,感谢你们。这篇可能是年前最后一发,所以提前给大家拜年,祝大家万事如意,身体健康!明年再见。
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