注塑工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇

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1、第5章注塑工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇注塑工藝參數(shù)包括模具溫度、熔體溫度、注射壓力、保壓壓力、注射時間等[66]。前面的注塑成型過程分析比較都是在統(tǒng)一的注塑工藝參數(shù)下進行的，沒有考慮到注塑工藝參數(shù)對注塑成型過程的影響。即使?jié)沧⑾到y(tǒng)保持不變，流動過程也會隨著注射時間、熔溫和模溫等注塑工藝參數(shù)的變化而發(fā)生變化。為確保流動過程的合理性，就需要考慮注塑工藝參數(shù)的影響。在注塑成型過程中，注塑成型工藝參數(shù)如熔體溫度、模具溫度、注射壓力、保壓壓力、注射時間和保壓時間等都會對塑件注塑成型后的成型周期、塑件質(zhì)量、體積收縮率等有著很大的影

2、響。其中塑料熔體溫度和模具溫度對注塑過程的影響尤其顯著，塑料熔體溫度和模具溫度的變化會直接影響到熔體在型腔內(nèi)的流動情況。如果塑料熔體溫度升高，流動速率可能會增加，這樣就有利于充模；但是如果塑料熔體溫度過高就可能會引起塑件燒焦甚至材料降解[67]。模具溫度變化也會直接影響制品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，如果模溫過高可能會延長塑件注塑成型周期，就會降低生產(chǎn)效率；如果模溫過低就可能會發(fā)生熔體滯留，造成欠注和熔接痕等缺陷[68]。在傳統(tǒng)的塑件注塑成型中，注塑工藝參數(shù)的確定一般需要經(jīng)過多次試模，而通過Moldflow的模擬分析就

3、可以一次性確定注塑工藝參數(shù)。Moldflow中的注塑工藝參數(shù)優(yōu)化包括兩種方法，一種是在DOE模塊進行優(yōu)化分析，一種是在流動分析模塊進行優(yōu)化分析。DOE模塊的優(yōu)化分析主要是對塑料熔體溫度和模具溫度進行優(yōu)化分析，但是不能夠?qū)ζ渌淖⑺芄に噮?shù)進行優(yōu)化分析，這個也是目前軟件在DOE模塊開發(fā)方面的限制，有待科技的進一步發(fā)展。DOE模塊的優(yōu)化分析是根據(jù)設(shè)置的變量情況，軟件自動運用類似正交實驗的方法來分析塑料熔體溫度和模具溫度對塑件各方面的影響情況，然后經(jīng)過對模擬結(jié)果的分析比較來確定塑料熔體溫度和模具溫度。流動分析的優(yōu)化

4、方法是在流動分析模塊對注塑工藝參數(shù)如保壓壓力、注塑速率等進行優(yōu)化選擇的方法。這種方法通過對被注塑工藝參數(shù)影響較大的流動過程描述量如充填時間、體積收縮率、殘余應(yīng)力和鎖模力等的比較分析來確定優(yōu)化的注塑工藝參數(shù)。下面將通過這兩種方法來對注塑工藝參數(shù)進行優(yōu)化分析。5.1DOE模塊的熔體溫度和模具溫度優(yōu)化選擇下面將通過對重要描述量如循環(huán)時間、體積收縮率、注射壓力等進行分析來優(yōu)化選擇熔體溫度和模具溫度。5.1.1DOE（流動）實驗設(shè)置材料推薦的熔體溫度為255℃，模具溫度65℃為中間值，熔體溫度范圍在235℃-275℃之

5、間，模具溫度范圍在45℃-85℃之間；以5℃變化來設(shè)置，這樣產(chǎn)生9組水平（數(shù)值），設(shè)為1-9；設(shè)熔體溫度為因子A，模具溫度為因子B。設(shè)置如表5-1參量，然后在軟件中根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行實驗設(shè)置。表5-1數(shù)據(jù)設(shè)置子平因水123456789A210℃215℃220℃225℃230℃235℃240℃245℃250℃B17.5℃22.5℃27.5℃32.5℃37.5℃42.5℃47.5℃52.5℃57.5℃5.1.2熔體溫度查看分析結(jié)果熔體溫度是熔體注塑時的溫度，熔體溫度是重要的注塑工藝參數(shù)之一。下面將分析熔體溫度的變化

6、對循環(huán)時間、體積收縮率、注射壓力和制品質(zhì)量四個量的影響。(1)循環(huán)時間循環(huán)時間指注塑成型周期，主要包括充填時間、保壓時間、冷卻時間等。循環(huán)時間可以看出注塑效率，循環(huán)時間越短則注塑效率越高，企業(yè)生產(chǎn)效益就越好[69]。下面將分析熔體溫度變化對循環(huán)時間的影響。圖5-1隨熔體溫度變化的循環(huán)時間從圖5-1可以看出，隨著熔體溫度的增加，循環(huán)時間先減小，當熔體溫度到達某個點時，循環(huán)時間最小，然后隨著熔體溫度的升高，循環(huán)時間也變大。從圖表看出，當熔體溫度在258℃時循環(huán)時間最小，此時注塑周期最短，生產(chǎn)效率最高。所以從熔體溫

7、度角度來說，選擇258℃熔體溫度。(2)體積收縮率體積收縮率指塑件固化收縮時體積的變化率。體積收縮率越小，則塑件的變形會越好，塑件質(zhì)量會越好。下面將分析熔體溫度的變化對體積收縮率的影響。圖5-2隨熔體溫度變化的體積收縮率從圖5-2可以看出，隨著熔體溫度的增加體積收縮率也變大，熔體溫度增加到某點時體積收縮率最大，然后隨著熔體溫度的增加，體積收縮率又變小。從圖表看出，當熔體溫度在255℃時體積收縮率最大，熔體溫度在235℃時體積收縮率最小。熔體溫度235℃時體積收縮率最小，此時塑件變形會最小，塑件質(zhì)量最好。所以從

8、體積收縮率角度來說，選擇235℃作為熔體溫度。(3)注射壓力注射壓力是注塑時注塑機對型腔施加的壓力。注射壓力是由液壓壓力提供的，注射壓力越小則所需的液壓壓力就越小，越能節(jié)省能量[70]。圖5-3隨熔體溫度變化的注射壓力從圖5-3可以看出熔體溫度變化時注射壓力的變化情況。從圖表中看出，隨著熔體溫度的增加，注射壓力基本成直線變小，在熔體溫度為275℃時，注射壓力最小。在注射壓力最小時，注塑機所施加的液壓