模具設(shè)計(jì)過程中需要考慮很多因素，采用熱流道系統(tǒng)需要考慮的因素更多。當(dāng)設(shè)計(jì)者面對(duì)所有這些未知因素的時(shí)候，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的最佳道路是什么？是否先設(shè)計(jì)和制作模具然后根據(jù)第一次打樣的成果再調(diào)劑模具？然而對(duì)大多數(shù)的項(xiàng)目來說，不答應(yīng)有這么多的時(shí)間和用度來進(jìn)行模具的調(diào)試。

　　熱流道模具的優(yōu)化工作可以通過CAE(盤算機(jī)幫助工程)模仿來完成。類似于用mold flow分析塑料件來提高注塑模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，熱流道系統(tǒng)也可以用FEA(有限元分析)來完成同樣的工作。

　　這些分析的成果，加上能夠利用這些分析成果的熱流道系統(tǒng)，將會(huì)幫助設(shè)計(jì)者完成最優(yōu)的模具設(shè)計(jì)。

　　1熱流道系統(tǒng)FEA的基礎(chǔ)步驟

　　正如前面指出的，進(jìn)行熱流道系統(tǒng)的FEA分析與應(yīng)用mold flow進(jìn)行注塑件的仿真類似。差別在于在熱流道系統(tǒng)的FEA是模仿流道系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)而不是塑料件的運(yùn)動(dòng)。

　　首先，熱流道系統(tǒng)的初始化設(shè)計(jì)是必需的。設(shè)計(jì)要明白表現(xiàn)出熱流道所需的點(diǎn)數(shù)，模具上注嘴的大致地位和零件大概的重量。無論應(yīng)用何種FEA軟件，CAE模型應(yīng)當(dāng)要能表現(xiàn)出熱半模的設(shè)計(jì)。流道的長(zhǎng)度和間隔可以在以后經(jīng)過初步分析再進(jìn)行調(diào)劑。

　　既然這是一個(gè)熱流道系統(tǒng)的FEA分析，塑料件只需要簡(jiǎn)略表現(xiàn)就可以了。要得到更準(zhǔn)確地成果，可以聯(lián)合mold flow對(duì)塑料件的分析數(shù)據(jù)來進(jìn)行。

　　其次，從材料庫(kù)選擇此次分析所用材料的特征。最后輸進(jìn)所需的模具參數(shù)：模具溫度、熔融溫度、保壓壓力。有了這些在線信息，F(xiàn)EA就可以運(yùn)行了

　　2如何懂得和應(yīng)用FEA成果

　　下面是從模仿中得到的一些成果，可以用來優(yōu)化模具設(shè)計(jì)：壓力降，溫度變更、剪切速率，剪切應(yīng)力，流道系統(tǒng)容積，零件冷卻時(shí)間和鎖模力盤算。利用其中的一個(gè)或者綜合幾個(gè)成果將有助于斷定終極和優(yōu)化的模具設(shè)計(jì)。

　　1)澆口的數(shù)目。壓力降的分析成果有助于決定是否采用更多的注嘴。假如經(jīng)過注嘴的壓力降比擬高，設(shè)計(jì)中就需要添加更多的注嘴來下降填充塑件所需的注射壓力。

　　2)型腔的數(shù)目。對(duì)于多腔模具或者成套制品模具(family mold)，壓力降和流道系統(tǒng)的容積分析成果也能夠幫助設(shè)計(jì)者決定設(shè)計(jì)中采用合適的澆口數(shù)目。按照設(shè)計(jì)對(duì)象的注塑壓力，型腔的數(shù)目可以隨著流經(jīng)注嘴的壓力降增加或者減少。假如考慮到熔體在流道板內(nèi)駐留時(shí)間的標(biāo)題，流道系統(tǒng)的容積可用來盤算流道板內(nèi)駐留了多少個(gè)注射次數(shù)的熔料。假如流道板內(nèi)駐留的料過多，可以減少設(shè)計(jì)中型腔的數(shù)目

　　3)注嘴的地位。注嘴的數(shù)目斷定以后，則可以開端檢查注嘴在模具中的地位是否公平。FEA分析將會(huì)顯示熱流道系統(tǒng)的填充成果，設(shè)計(jì)者可以直觀地檢查基于當(dāng)前注嘴地位的熱流道系統(tǒng)是否達(dá)到了平衡。由于CAE模型很輕易修正，可以將注嘴的地位移到另一個(gè)處所，然后再運(yùn)行FEA分析，通過對(duì)照將有助于找到模具設(shè)計(jì)中的最佳注嘴地位。

　　4)澆口的尺寸。熱流道系統(tǒng)中一個(gè)具有挑釁性的設(shè)計(jì)就是為材料斷定合適的澆口尺寸大小。澆口部位的壓力降、剪切速率，剪切應(yīng)力的分析成果可用來決定澆口的尺寸?？梢孕拚鼵AE模型中澆口的直徑進(jìn)行不同的分析，直到得到滿足的分析成果。

　　5)針對(duì)不同材料的設(shè)計(jì)。既然初始的CAE模型可以不依附于材料的選擇而運(yùn)行分析，就可以考慮應(yīng)用不同的材料進(jìn)行多樣化的模仿分析。這將有助于設(shè)計(jì)者優(yōu)化澆口地位的壁厚，澆口尺寸和零件上需要做出的修正。

　　6)模具冷卻。要下降本錢，模具的成形周期很關(guān)鍵。熱流道系統(tǒng)的FEA分析可以盤算基于材料、模具和熔體溫度的冷卻時(shí)間。假如基于以上參數(shù)盤算出的冷卻時(shí)間太長(zhǎng)系統(tǒng)也會(huì)提出警告。由于FEA分析并不考慮模具實(shí)際的冷卻水道，而只是對(duì)塑件的最小限度的冷卻作了一些假設(shè)，這個(gè)分析成果將決定是否需要更多的冷卻。

　　7)壓力校核。鎖模力的盤算成果可以很好的校核所設(shè)計(jì)模具的合模力是否足夠。假如這是個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)要考慮模具的變更。

　　3結(jié)束語

　　模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)是高質(zhì)量的產(chǎn)品制作過程中的一個(gè)重要部分。隨著不同類型的CAE工具可以用于模具設(shè)計(jì)(如熱流道系統(tǒng)的有限元分析)，模具項(xiàng)目標(biāo)預(yù)算應(yīng)當(dāng)包含應(yīng)用這些有用工具的開支。在模具設(shè)計(jì)階段的時(shí)間和用度的耗費(fèi)將應(yīng)當(dāng)比任何在模具測(cè)試和打樣后修正模具的花費(fèi)要小得多。
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