模流分析MPI4介绍.ppt

Moldflow Plastics Insight,Moldflow Plastics Insight,MPI使用有限元网格进行计算分析，可以提供深层次的模拟分析，分析成型过程中各个阶段的具体参数变化情况，预测产品各种成型缺陷，实现进行产品和模具的优化。MPI提供了整套的工具来为客户进行全方位的分析：确定塑胶材料，确定浇口位置，平衡浇注系统，评估冷却系统，优化生产周期，发现和控制产品产生的流痕、缩水及翘曲等缺陷。,MPI/工作环境,简洁明了的操作界面 独立的任务管理器 智能向导功能 材料管理器 流道、水路排布工具 完善的帮助系统,强大的前后处理功能,多模穴及流道排布,自动模穴排布功能 操作简单快速进行多模穴及流道的排布,多窗口、多框架,直观的显示方式,实休充填ISO-等轴线ISO-等轴面切断面矢量&张量图2D曲线图多项结果重叠显示,帮助系统,版本信息 功能说明 技术参考资料操作指南,Internet 分析报告,自动产生HTML语言的报告方便快捷通过Web浏览器传达信息脱离Moldflow环境可动态演示用户自定义,MPI 4.0 软件包,Synergy 操作环境Flow 流动Cool 冷却Warp 翘曲Fiber 玻纤材料Stress 应力Optim 优化Gas 气辅Shrink 缩水率,Co-Injection 双色注塑Injection-Compression 射出压缩Reactive Molding 反应成型Microchip Encapsulation 芯片封装Underfill Encapsulation 芯片封装Midplane 中性面Fusion 双层面3D 实体MDL(Design Link)模型转换接口STL Expert STL专家,MOLDFLOW提供三种有限单元模型：1、MIDPLANE中性层有限元网格，适用于薄壳类零件；2、FUSION双层有限元网格，适用于相对较厚或者取中性层较困难的零件；3、3D模型，适用于较厚的零件；,3D,Fusion,Midplane,不同类型的单元模型，提供的所能进行分析的模块也不同，如表格所示：,Moldflow拥有强大的材料库，总共收集了400多个厂商，7000多种料号的材料的特性参数（热性能参数、成型工艺参数、粘度及PVT数据等）。,Moldflow 分析步骤,成型控制,常规注塑件的MOLDFLOW分析的主要步骤如下：,评估分析结果，根据分析所得的保项数据去调整设计方案或成型参数，改善和优化设计方案。,Moldflow 功能简介,下面以实例的形式介绍Moldflow的主要功能，包括充填流动、冷却、保压、翘曲等过程。,有限元网格模型、浇注系统及冷却水路示例：,浇道,冷却水路,一、MPI 充填流动模拟分析,选择成型材料，设定进胶位置及模温和料温，进行充填模拟分析。,流动分析结果/充填时间 Fill Time：,左图显示的是整个充填过程，从图中可以得到塑胶流过每一点的时间，蓝色为最后充填处。主要作用：预估充填所需时间，预测最后充填处，充填是否平衡，有无滞流现象等。,流动分析结果/充填压力 Pressure：,左图显示的是充填结束时模型各点的压力，蓝色为最低压力，红色为最高压力。主要作用：查看充填过程中所需的最大压力，以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格。,流动分析结果/充填温度 Temperature：,左图显示的是充填结束时模型各点的温度，蓝色为最低温度，红色为最高温度。主要作用：查看温度是否超出塑胶的成型温度范围。温度过低会降低塑胶的流动性，产生短射或滞流；温度过高会使塑胶发生裂解，影响产品质量。,流动分析结果/熔接线 Weld Lines：,左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置。主要作用：预测熔接线位置，避免熔接线影响外观或降低强度。通过调整浇注系统来改变熔接线位置，控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量。,流动分析结果/气泡 Air Traps：,左图紫色圆点显示的是气泡可能出现的位置。主要作用：预测气泡位置，避免在产品内部形成气泡，甚至烧伤。在可能出现气泡的地方做好排气。,二、MPI 冷却模拟分析,选择冷却模型，设定冷却液种类、温度及流速，进行冷却模拟分析。,冷却分析结果/外表面温度 Top Temperature：,左图为产品外表面温度分布。主要作用：查看定模侧冷却系统的冷却效果，有无过高或过低温度。,冷却分析结果/内表面温度 Bottom Temperature：,左图为产品内表面温度分布。主要作用：查看动模侧冷却系统的冷却效果，有无过高或过低温度。,冷却分析结果/内外表面温度差 Temp.Difference：,左图为产品内外表面温度差。主要作用：查看产品内外侧的温度差。温差越小，产品质量越高，根据温差调整冷却系统。,三、MPI保压模拟分析,选择保压压力，设定保压曲线，进行保压模拟分析。,s,保压分析结果/凝固序列%Frozen Time Series：,左图显示的是整个成型过程中的凝固情况，红色的地方先凝固。主要作用：凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量。根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果。,保压分析结果/体积收缩 Volumetric Shrinkage：,左图显示的是各处的体积收缩百分比。主要作用：体积收缩越均匀产品质量越好，翘曲量越小，收缩不均可能产生局部严重缩水、凹痕等缺陷。根据图中显示的收缩量，相应调整保压曲线，可以获得更好的保压效果。,保压分析结果/压力 Pressure：,左图显示的是从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线，最大为35MPa。主要作用：确定注塑机相关参数。,保压分析结果/锁模力 Clamp Tonnage：,左图显示的是从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线，最大为150吨。主要作用：确定所需注塑机的规格。,四、MPI 翘曲模拟分析,设定翘曲变形参考坐标，进行翘曲变形模拟分析。,翘曲分析结果/总体变形 Deflection Total：,左图显示的是总的变形量。变形分为X、Y、Z三个方向的变形，它们三个的矢量和就是总的变形量。主要作用：查看产品的变形情况是否符合要求。,X,Y,Z,翘曲分析结果/X、Y、Z变形分量 Deflection X、Y、Z,如图，X和Y方向变形均匀，不会引起翘曲；Z方向变形不均，翘曲主要发生在Z方向上。,翘曲分析结果/Z变形原因 Deflection Z：,翘曲主要是由于冷却不均、保压不良及分子取向引起的，根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整。,冷却因素,收缩因素,取向因素,五、MPI 平衡流道分析,自动平衡流道系统,平衡流道前，所有的浇道(Runner)直径完全相同，由于中间两个模腔离喷嘴较近，所以较早注塑完毕，其它较晚，造成充填不平衡，中间两个模腔过保压。,自动平衡流道系统,自动平衡流道后，Moldflow自动调整了浇注系统的尺寸，使充填平衡。,MOLDFLOW/MPI除了上述模拟结果外，还有很多模拟结果：模具温度、冷却液温度、冷却液流动率及雷诺数、压力转换点、剪切力、剪切率、充填体积等。,MOLDFLOW可以发现并控制的常见塑件成型缺陷主要有下列几种：短射、滞流、喷射、流痕、烧伤、熔接线、气泡、剪切力过大、收缩不均、缩水凹痕、翘曲变形等。,通过MOLDFLOW分析，我们很容易发现产品中上述的缺陷及其出现的位置；然后根据实际情况相应的调整注塑工艺参数或者产品结构、模具结构，从而消除缺陷或者将缺陷的影响降到最小。,Moldflow 为我们带来了什么,?,成本,效率,品质,问题过长的冷却时间解决办法MPI 指导修改冷却系统，浇口位置及选择材料减少28%循环时间每年节省$169K,行业:家用器具产品:洗衣机顶盖,Samsung Electronics Co.,Ltd.,Moldflow 带来的效益,Security Plastics,Inc.,行业:模具产品:连接器,降低再加工成本 50%减少流道废料 65%整体节省 57%,Moldflow 带来的效益,MITAC international Co.,问题：循环时间过长，65秒熔接痕过大的翘曲变形,节省：降低再加工成本 50%减少流道废料 65%整体节省 57%,Moldflow 带来的效益,Samsung,问题：翘曲与缩痕冷却时间长开发周期长材料成本高,效果：消除了翘曲与缩痕缩短开发周期缩短生产周期优化气道及壁厚材料ABS改为PP,Moldflow 带来的效益,HYUNOAI,效果：缩短开发周期缩短循环时间（约5）减少了试模次数减少了翘曲提高尺寸精度材料节约：398g/EA总成本节约：2,180,410$,Moldflow 带来的效益,SUNG-O,问题：冷却时间过长熔接痕解决方案：修改冷却水道修改流道尺寸优化工艺条件消除熔接痕,Moldflow 带来的效益,Entegris Incorporated,行业:微电子产品:半导体外壳,机器设置时间减少 50%重新设置时间减少 65%废料减少 75%,Moldflow 带来的效益,材料节约 2-3,注塑成本节约6-8,产品质量提高,产品开发周期缩短,试模次数减少,废品率降低1,