注塑成型模拟基准测试

CAE的注塑成型模拟基准测试要求对模拟技术有一定的了解，并了解在模拟过程中所做的假设。

模拟：填充输入

影响填充方式最重要的输入是模具几何形状，因此准确地表示模具几何形状至关重要。影响注射压力最重要的输入有：

(i)几何结构

(ii)从速度控制阶段到压力控制阶段的切换

(iii)材料粘度

(iv)注射速度(分段或常数)

模拟：几何结构

人们常常花大量时间分析一个复杂特征的模拟结果，却发现这个特征没有被正确地建模。模型通常被假定为是正确的。通常建议使用成型产品进行确认，检查任何明显的错误，另外也建议考虑模具零件是否更新，因为有可能对模具进行了多次修改。用于注塑成型模拟的模型可能来自零件设计，因此模具制造商的收缩余量不会包含在任何尺寸中。喷嘴，流道和浇口的几何形状并不总是包含在仿真模型中，这些特征对仿真结果有相当大的影响，尤其是填充压力。

模拟：切换

从速度控制到压力控制的切换设置有以下方式：螺杆位置或时间（在这种情况下，完整的几何形状必须精确地建模），或填充体积百分比或自动控制。注塑模拟通常使用后者，而且必须确认这是所使用的注塑机的合理近似值。

模拟：粘度

在模拟时，当一种材料不在材料数据库中时，通常的做法是根据熔融流动指数(MFI)或粘度选择“相似”的材料，并且使用相同的聚合物类型，类似的填料含量，以及可能的话使用相同的制造商。可以预料的是，10%的填料重量百分比差异将导致大约10%的预测压力差异。如果使用来自不同厂家的材料数据，预计压力差异可高达40%。这是因为粘度也间接受到材料热性能的影响。

模拟：注射速度

设置正确的注射速度是非常重要的。图8为实验结果与仿真结果对比图，其中在仿真中使用的流量由两个型腔压力传感器上的读数决定。利用传感器之间的位置差和流量到达传感器的时间差来确定仿真的注射速度。然而，用这种方法计算的注射速度与实测压力的一致性较差。图9是使用实验中实际的注塑机螺杆速度的仿真结果。压力预测得到了很大的提高。

模拟：保压压力

注射成型模拟中有许多内置的功能，使运行模拟更加容易。其中一个功能是自动补缩/保压压力设置，默认情况下使用最大注射压力的80%，保压时间10秒。实际的压力设置常常被忽略。

图10说明了使用任意的压力设置对翘曲结果的影响。这个例子用于强调用户需要理解由仿真程序定义的任何设置，以便使程序更容易使用。

结论

在比较模拟和实际成型时，注塑成型模拟的基准测试需要一种系统的方法来消除问题。

导致错误的原因可能来自于多种不同因素。

注塑机性能和响应时间。材料准备，特性及稳定性。测量方法(压力或变形)。几何误差。实验中设置工艺的波动和仿真软件的输入。在比较模拟结果与注塑机获取的结果时，必须注意这些要点。

幸运的是，即使没有完美的一致性，模拟也可以提供对工艺，几何结构和材料的性能敏感性的深刻见解。这些敏感性可被工程师用于改进产品设计和实际生产的工艺设置。