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1、黃松,等:基于CAE和DOE技術(shù)的注射成型工藝優(yōu)化29基于CAE和DOE技術(shù)的注射成型工藝優(yōu)化黃松王喜順(華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院,廣州510640)摘要以打印機(jī)上蓋為例,以體積收縮率、翹曲量和沉降斑指數(shù)為考察指標(biāo),結(jié)合CAE和DOE技術(shù)研究了模具溫度、熔體溫度、注射時(shí)間、保壓壓力和保壓時(shí)間五個(gè)工藝參數(shù)對(duì)考察指標(biāo)的影響,用DOE軟件回歸擬舍得到體積收縮率、翹曲和沉降斑指數(shù)的預(yù)測(cè)模型,并運(yùn)用該模型求解最佳的工藝參數(shù),通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。關(guān)鍵詞注射成型CAEDOE工藝參數(shù)優(yōu)化隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展,許多企業(yè)使用CAE用逐步回
2、歸、向前回歸和向后回歸等方法。④利用技術(shù)對(duì)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析并預(yù)測(cè)潛在的問(wèn)所求的關(guān)系式對(duì)某一生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)或控制。題,以提高一次試模率,達(dá)到降低生產(chǎn)成本、縮短生筆者使用常用的統(tǒng)計(jì)軟件Expert。Design進(jìn)行統(tǒng)計(jì)產(chǎn)周期的目的。成型工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置在一定范回歸分析,在回歸分析中,每個(gè)變量的作用用F檢圍內(nèi)能克服成型缺陷,提高制品質(zhì)量。但影響制品驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)。在給定的置信水平下(一般是95%)當(dāng)質(zhì)量的工藝參數(shù)比較多,而且各參數(shù)之間存在非線F檢驗(yàn)不顯著時(shí),表明該回歸系數(shù)不顯著,可忽略該性和強(qiáng)耦合特性,設(shè)計(jì)師往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間項(xiàng)對(duì)方
3、程的影響。修改回歸模式,將其歸入誤差項(xiàng),進(jìn)行CAE模擬才能獲得合適的參數(shù)組合。為了獲軟件的分析結(jié)果表現(xiàn)為P值,該值越小表示該回歸得最佳的工藝參數(shù)組合,眾多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究,系數(shù)越顯著。G.H.Choi等應(yīng)用ANN技術(shù)建立工藝參數(shù)和制品筆者在利用Moldflow軟件對(duì)塑料熔體的充模過(guò)質(zhì)量指標(biāo)之間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系模型,并采用自適應(yīng)程進(jìn)行模擬仿真的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)相優(yōu)化算法優(yōu)化工藝參數(shù)。鄭曉培等結(jié)合CAE和結(jié)合的方法分析了模具溫度、熔體溫度、注射時(shí)間、Taguchi技術(shù)研究了工藝參數(shù)對(duì)(丙烯晴/丁二烯/苯保壓時(shí)間、保壓壓力對(duì)制品翹曲
4、、體積收縮率和沉降乙烯)共聚物、高密度聚乙烯和聚丙烯注塑制品沉斑的影響規(guī)律,并建立相關(guān)的參數(shù)模型,為工程應(yīng)用降斑的影響,并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。H.Oktem提供參考。等基于田口試驗(yàn)方法、信噪比及均方差分析等方1制品建模與前處理法,利用三水平的L27和等正交試驗(yàn)表,以最大以一款打印機(jī)上蓋為例,其有限元網(wǎng)格模型如翹曲量和最大體積收縮率為目標(biāo),對(duì)薄殼塑料制品圖1所示。制品尺寸為250mm×118mm×36mm,的注射成型參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。鐘浩東等提主體壁厚3.2mm。修改后的網(wǎng)格單元數(shù)為8956,出一個(gè)利用注射成型軟件Moldflow與遺
5、傳算法結(jié)合匹配率為90.8%,符合MP1分析要求。材料選擇美對(duì)熔接痕長(zhǎng)度和位置進(jìn)行優(yōu)化的方法,經(jīng)過(guò)多代搜國(guó)DowChemical公司的聚碳酸酯(PC),牌號(hào)為Cal—索,最終獲得對(duì)應(yīng)于熔接痕長(zhǎng)度與位置最佳的注射ibre603—3。首先用MPI的BestLocation分析模塊時(shí)間、熔體溫度、模具溫度、澆口位置等工藝參數(shù)。進(jìn)行最佳澆口位置分析,得到如圖2所示的結(jié)果。DOE技術(shù)是一種研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得和科學(xué)根據(jù)分析的最佳澆口位置,將澆口設(shè)置設(shè)在制品的地分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果的方法?;貧w分析是其中間處,冷卻水管和流道設(shè)置如圖3所示,然后選擇常
6、用的數(shù)據(jù)分析方法,回歸分析的主要內(nèi)容為:①?gòu)腸ool+flow+warp分析模塊,進(jìn)行模擬試驗(yàn)。一組數(shù)據(jù)出發(fā)確定某些變量之間的定量關(guān)系式,即2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及模擬結(jié)果建立數(shù)學(xué)模型并估計(jì)其中的未知參數(shù)。估計(jì)參數(shù)的考察熔體溫度(A)、模具溫度(B)、注射時(shí)間常用方法是最小二乘法。②對(duì)這些關(guān)系式的可信程(C)、保壓時(shí)間(D)、保壓壓力(E)對(duì)體積收縮率度進(jìn)行檢驗(yàn)。③在許多自變量共同影響著一個(gè)因變R1、翹曲量R2和沉降斑指數(shù)R3的影響。采用五因量的關(guān)系中,判斷哪個(gè)(或哪些)自變量的影響是顯素四水平正交試驗(yàn)矩陣L16(4)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行16著的,哪些自
7、變量的影響是不顯著的,將影響顯著的自變量選人模型中,而剔除影響不顯著的變量,通常收稿Et期:2010.05—1730工程塑料應(yīng)用2010年,第38卷,第7期表2正交試驗(yàn)設(shè)置及結(jié)果因素R1/%R2/nun足/%ABCDEa1111111.120.99954.286bl222211.54O.92o03.384C1333311.840.84212.527d1444412.110.78441.951e2123411.O30.74861.514。f2214311.640.88061.935g23412l1.660.86905.004h2432ll
8、2.280.97333.907l-31342lO.950.87961.918J●3243ll1.270.93872.380●k3312412.140.84733.70513421312.5O0.86355.