Moldflow在利用針閥式熱流道消除熔接痕中的應(yīng)用

1、Moldflow在利用針閥式熱流道消除熔接痕中的應(yīng)用隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，用戶對大型注塑件的外觀質(zhì)量要求也越發(fā)嚴(yán)格。就大型注塑模具來說，已經(jīng)不僅限于以流動、保壓、冷卻和注塑工藝等參數(shù)的嚴(yán)格控制來提高產(chǎn)品質(zhì)量，更高的要求是消除熔接痕及熔體流動前沿交匯處由于內(nèi)部分子的多向性而造成的應(yīng)力集中?；谶@樣的發(fā)展需求，傳統(tǒng)的進(jìn)膠方式已經(jīng)不能滿足制件的成形需求。為此，我們引進(jìn)針閥式熱流道程序控制閥澆口的技術(shù)來解決這一技術(shù)難題。 針閥式熱流道成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 針閥式熱流道技術(shù)以其特有的過程控制技術(shù)，可以在較高程度上提高制件的可靠性，使熔體在三維模腔中的流動更快、更順暢，為制件帶來更快的循環(huán)周期，在提高制件品

2、質(zhì)上起到尤為重要的作用。 1.通過控制澆口開啟時間，保證型腔填充順暢及熔體流動平衡，消除熔接痕。 大型注塑件的注塑制造通常需要兩個或多個熱澆口才能注滿。對于普通的熱澆注系統(tǒng)，在注射開始時澆口便隨之同時開啟。這樣的進(jìn)膠方式不可避免地存在熔合缺陷，即在兩股熔料前鋒匯合時，由于兩股熔體不能完全熔為一體，而形成熔合印跡，反應(yīng)在制品表面上就是通常所說的熔接痕。雖然可以通過提高熔料溫度、增大保壓壓力和調(diào)整注塑工藝參數(shù)等方法進(jìn)行改善，但實(shí)際改善效果有限。 采用針閥式熱流道技術(shù)來構(gòu)建澆注系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)程序控制各閥澆口的開啟和關(guān)閉，又可控制在第一股熔體剛剛流過第二個閥澆口時，閥針開啟，打開第二個澆口，此時可根據(jù)

3、需要開啟或者關(guān)閉第一個澆口，一直進(jìn)行下去直到所有澆口都被打開和型腔被充滿，使熔體完全熔合，得到無熔接痕制品（圖1）。并可通過閥澆口的開關(guān)來獲得一個平衡的流動狀態(tài)。 圖1 熔體從GATE1流出，當(dāng)流動前鋒經(jīng)過GATE2時，開啟GATE2，以此類推2.利用該技術(shù)獲得的制件產(chǎn)品不會有殘留澆口痕跡，因此，可適用加工表面質(zhì)量要求較高的注塑件。 有些時候使用閥澆口的原因是因?yàn)殚y澆口在制件上的痕跡平滑，只相當(dāng)于一個頂出銷所遺留的痕跡，所以它與潛伏式澆口和其他類型熱流道端部痕跡相比要小得多。 3.更有效的控制保壓和成形周期。 針閥式熱流道能夠使用較大直徑的澆口，可使熔體在模腔中的流動加快，從而縮短制件成形周期

4、，并能更好的保壓。 4.有效減少制品的內(nèi)應(yīng)力，提高制件穩(wěn)定性。 如前所述，傳統(tǒng)熱澆注系統(tǒng)中兩股熔體流動前鋒匯合后會形成熔接痕，其結(jié)果不單只影響制品外觀，同時也容易在制件內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。這種應(yīng)力集中現(xiàn)象將會降低制品的強(qiáng)度。如果采用閥澆口控制技術(shù)控制熔體的進(jìn)膠順序，可以有效避免熔體流動前鋒的直接交匯，從而避免了應(yīng)力集中現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而提高了制件的穩(wěn)定性。 此外，使用針閥式熱嘴還可防止在開模時物料反吸及牽絲現(xiàn)象的出現(xiàn)。 針閥式熱流道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理 針閥式熱流道的閥針運(yùn)動可通過彈簧控制，也可使用氣壓或液壓等控制，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣。 對于汽車保險杠這樣的大型注塑件，我們通常采用油壓缸控制閥針

5、的運(yùn)動。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，成本相對較低，穩(wěn)定性較好，澆口的開啟和關(guān)閉時間控制也比較可靠。 如圖2所示，熱流道部分可與普通熱流道澆注系統(tǒng)相同，只是針閥式熱流道熱嘴部分比普通熱流道熱嘴中間多了一項(xiàng)結(jié)構(gòu)閥針，此閥針為單向閥針，由油壓缸控制閥針的動作。 圖2 針閥式熱流道結(jié)構(gòu)Moldflow應(yīng)用實(shí)例 以汽車后保險杠模具為例，該制件尺寸為1 700mm×490mm×870mm，具有非常高的工藝加工要求，例如必須保證型腔填充平衡，并保證最終產(chǎn)品外觀面無熔接痕存在等，對于孔位凹陷處暫時不做要求。 采用Moldflow軟件的目的及模擬要求：預(yù)測制件熔接痕位置及長度，判定其結(jié)果，如

6、不能滿足要求，則應(yīng)改用針閥式熱流道系統(tǒng)，并在Moldflow中模擬其填充過程。 1.方案一：普通熱流道澆注系統(tǒng)的建構(gòu)及模擬。 首先將待加工零件的參數(shù)要求導(dǎo)入Moldflow軟件中，進(jìn)行建模，并設(shè)置如圖3所示的澆注系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)3個熱嘴同時開啟、同時進(jìn)膠。 圖3 在Moldflow軟件中對普通熱流道澆注系統(tǒng)建模圖4所示為通過Moldflow軟件模擬的分析結(jié)果，左圖為流動分析結(jié)果，右圖為熔接痕分析結(jié)果。從圖4中顯示的流動情況及熔接痕位置可以看出，采用3個熱嘴同時進(jìn)膠，保證了流動的平衡性。但是，兩股熔體仍不能完全熔合為一體，在接近兩膠口幾何位置的中部交匯處，形成可見熔接線，且長度較長，不能滿足制件的外觀

7、要求。 圖4 Moldflow軟件對普通熱流道澆注系統(tǒng)成形分析2.方案二：針閥式熱流道澆注系統(tǒng)的建構(gòu)及模擬。 首先在Moldflow軟件中構(gòu)建澆注系統(tǒng)，澆口位置仍然與方案1中的位置相同，而澆口參數(shù)設(shè)置改為針閥澆口控制，澆口狀態(tài)設(shè)置如下： Injection time設(shè)置為7s；中間澆口初始狀態(tài)設(shè)置為Open，30s后關(guān)閉（在實(shí)際填充過程中，此澆口狀態(tài)一直為開啟）；兩邊澆口初始狀態(tài)設(shè)置同為Closed，3.8s時澆口開啟。然后，進(jìn)行模擬分析，得出如圖5所示結(jié)果，左圖為流動分析結(jié)果，右圖為熔接痕分析結(jié)果。 圖5 Moldflow軟件對針閥式熱流道澆注系統(tǒng)成形分析與圖4分析結(jié)果相比，可以明顯看出，方案二中不但實(shí)現(xiàn)了更為平衡的填充，而且完全消除了方案一中出現(xiàn)的兩條較大熔接線（圖4中圓圈標(biāo)定處）。 結(jié)束語 通過使用Moldflow軟件，對壁厚4mm以下的大型注塑件（如汽車后保險杠）成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬分