注塑模具设计的关键技术详述

1．用三维实体模型取代中心层模型

传统的注塑成形仿真软件基于制品的中心层模型。用户首先要将薄壁塑料制品抽象成近似的平面和曲面，这些面被称为中心层。在这些中心层上生成二维平面三角网格，利用这些二维平面三角网格进行有限元计算，并将Zui终的分析结果在中面上显示。而注塑产品模型多采用三维实体模型，由于两者模型的不一致，二次建模不可避免。但由于注塑产品的形状复杂多样、千变万化，从三维实体中抽象出中心层面是一件十分困难的工作，提取过程非常繁琐费时，因此设计人员对仿真软件有畏难情绪，这已成为注塑成形仿真软件推广应用的瓶颈。

2．有限元、有限差分、控制体积方法的综合运用

注塑制品都是薄壁制品，制品厚度方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，温度等物理量在厚度方向的变化又非常大，若采用单纯的有限元或有限差分方法势必造成分析时间过长，无法满足模具设计与制造的实际需要。我们在流动平面采用有限元法，厚度方向采用有限差分法，分别建立与流动平面和厚度方向尺寸相适应的网格并进行耦合求解，在保证计算精度的前提下使得计算速度满足工程的需要，并采用控制体积法解决了成形中的移动边界问题。对于内外对应表面存在差异的制品，可划分为两部分体积，并各自形成控制方程，通过在交接处进行插值对比保证这两部分的协调。

3．数值计算与人工智能技术的结合

优选注塑成形工艺参数一直是广大模具设计人员关注的问题，传统的cae软件虽然可以在计算机上仿真出指定工艺条件下的注塑成形情况，但无法自动对工艺参数进行优化。cae软件使用人员必须设置不同的工艺条件进行多次cae分析，并结合实际经验在各方案之间进行比较，才能得出较满意的工艺方案。同时，在对零件进行cae分析后，系统会产生有关该方案的大量信息(制品、工艺条件、分析结果等)，其中分析结果往往以各种数据场的形式出现，要求用户必须具备分析和理解cae分析结果的能力，所以传统的cae软件是一种被动式的计算工具，无法提供给用户直观、有效的工程化结论，对软件使用者的要求过高，影响了cae系统在更大范围内的应用和普及。

 

 

 

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发布时间：2017-01-19