模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用探讨论文_张庆垣

模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用探讨论文_张庆垣

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摘要:本文主要从计算机的辅助性技术实际应用及其弊端、模流分析的CAE技术实践应用、模流分析的CAE技术拓展性功能应用三个方面入手,对塑料模具的设计及制造当中,模流分析的CAE技术实践应用,开展了全面性的分析与研究。从而能够全方位了解与掌握模流分析的CAE技术,将其更为科学地、合理地运用至塑料模具的设计及制造当中,不断提升塑料模具的设计及制造综合水准,为塑料模具加工制造业的可持续发展提供保障。

关键词:模流分析;CAE技术;塑料模具;设计;制造;应用;

前言

塑料模具(sino Plastic mould),属于塑料加工成型基本工具。基于塑料种类及加工方法众多,塑料的成型机及制品结构也极具复杂性。这也决定了塑料模具在结构与种类上呈现着多样化趋势。伴随着工业化的持续性发展,各加工制造业对塑料模具的设计及制造提出了更高的要求。在这种发展背景之下,对于塑料模具的加工制造业可谓是一次重大的发展性挑战,为了能够更好地迎接这次发展性挑战,需塑料模具相关制造企业结合于目前业内对塑料模具实际需求,对塑料模具的设计及制造中所涉及到的各项技术进行有效性分析,尤其应提高对模流分析与CAE技术的重视程度,对其在塑料模具的设计及制造中实践应用,开展系统化研究,以确保模流分析与CAE技术各项功能优势均可发挥至塑料模具的设计及制造当中,以实现塑料模具的设计及制造的优化,为塑料模具加工制造业的长期发展提供坚实的技术保障。

1、计算机的辅助性技术实际应用及其弊端

1.1 应用概况

在塑料模具的设计及制造当中,计算机的辅助性技术的应用最早在二十世纪的80年代时期,迄今为止已有20年之久,计算机的辅助性技术实际应用概况可划分为两个重要时期:其一,为二十世纪80年代的中期至90年代的中期阶段。该阶段主要是用计算机来替代绘图板作为重要标志二维的绘图及设计时期。在该时期典型的应用软件为CAX(是CAD、CAM、CAE、CAPP、CIM、CIMS、CAS、CAT、CAI等技术统称)、AUTO-CAD(自动计算机辅助设计软件)。由于这些系统软件在实际的编辑、修整、检索等功能上相比较于传统手工式处理方更具简洁性,部分塑料模具加工制造企业还在此基础上进行了二次性的开发,加之该计算机自身具备较为准确性的、高效率性的数据处理功能。因此,在该时期计算机的辅助性技术在塑料的模具设计及制造当中实际应用颇有成效,大大提升了塑料模具二维绘图及设计等各个方面的准确性及效率性;其二,为二十世纪90年代的后期至现今。该时期主要是以CAD(计算机的辅助性设计)/CAM(计算机的辅助性制造)一体化应用为根本标志三维的应用时期。在该时期典型的应用软件为CAXA ME、MASTERCAM、CIMA-TRON、PRO/E、UGII等应用软件。在该时期主要是运用三维的立体化来进行产品表达、模型的成型零件与CNC加工制造对象,建立它们相互之间关联性体系,结合高速的加工技术有效运用,以实现直观性的塑料模具精准性设计及制造,大大拓宽复杂性塑料模具的零件加工范围,将模具零件加工效率有效提升,为塑料模具的并行设计及制造提供了可能性。

1.2 技术弊端

关于计算机的辅助性技术实际应用的弊端,主要表现在以下两个方面:其一,为客户产品的工艺性相对较差,模具验收方面并未大打折扣。在这一方面弊端上,可以说现今的塑料模具加工制造其它处理办法极为有限,仅可凭借着长久以来所积累的经验及三维应用软件检查功能,针对产品的结构与厚度等较为明显的一些问题提出相应的修改性意见,而这些意见的准确性相对较低。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆业内专业人士均熟知因困气而出现烧焦、收缩性凹痕等质量问题,产品的缺陷问题与产品的各处厚度有着密切的关联性。如果运用了模流分析的CAE技术,即可在塑料模具初始化设计前期先进行分析软件的产品工艺性定量检查,针对一些不合理与不科学的地方,经过有效地协商让客户合理修改产品,基于只是调整产品的厚度,并未涉及产品结构。因此,广大客户在该环节通常极易采纳塑料模具加工制造厂家相关建议;其二,所证明的塑料模具基本设计与修改方案相关方法过于原始化。当前,若想充分了解塑料模具的设计及修改方案可行性,最佳途径为塑料模具的试膜。在此期间,不仅会消耗大量人力、设备及物力,且会导致塑料模具生产周期延长。如果使用了模流分析的CAE技术,则可在该计算机系统软件上进行方案验证,可大大节约实际成本,还可节约操作时间,可谓是一举两得之举。

2、模流分析的CAE技术实践应用

模流分析的CAE技术实际应用期间,与塑料模具的CAD设计技术有着较大相似之处。但是,二者之间还是存在着一定差异。伴随着模流分析的CAE技术不断地进步发展,相关技术研发人员逐渐将其开发成为了一种实体流的技术。模流分析的CAE技术实际操作期间,更加具有便捷性,且运行速度极快。塑料模具的设计及制造当中,通过模流分析的CAE技术有效性运用,可切实地根据客户需求来对产品细致化的分类,价格更为亲民,大大减轻一些中小企业经济的负担,为模流分析的CAE技术开创了更为长远的发展空间。

3、模流分析的CAE技术拓展性功能应用

其一,根据冷却管道的优化来缩减塑料模具的注射周期。通过对塑料模具加工制造业实际情况的综合分析,若塑料模具的注射周期可实现进一步缩减,就会提升塑料模具实际注射效果。对于塑料模具的加工制造企业来说,注塑模具的质量相对较低,与一些发达国家相比较差之甚远,究其根本原因多数就在于塑料模具的注射周期上。那么,通过模流分析的CAE技术拓展性功能,其在国内塑料模具的设计及制造当中巧妙运用,即可缩减塑料模具的注射周期,提升注塑模具的综合质量;其二,提升塑料模具及产品质量,尽可能地节省模具钢材。一膜多件处理期间,为保证产品一致性,在传统设计及制造方法当中主要是以流道的平衡性布置为主。但是,该种方法仅仅是凭借着以往的经验来进行流道尺寸的布置,将流道长度增加,导致注射压力及模具的成型尺寸增加,必将消耗大量优质的模具钢材,不仅会降低塑料模具及产品质量,还会浪费较多的模具钢材。而通过模流分析的CAE技术拓展性功能的合理化运用,不仅可有效地解决了这一难题,还大大提升了塑料模具及产品综合质量,提升模具钢材实际利用率,提升了塑料模具的设计及制造综合水平,为企业创造更多的经济利益。

4、结语

综上所述,为了能够全面提升塑料模具的设计及制造水平,需塑料模具加工制造业提高对模流分析的CAE技术重视程度,积极投身于模流分析的CAE技术实践应用探索当中,以全面掌握模流分析的CAE技术,让其各项功能优势均可发挥至塑料模具的设计及制造当中,提升塑料模具的设计及制造效率,助推塑料模具加工制造业的进一步发展。

参考文献:

[1]高伟,刘秀娟,刘白云.模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用[J].科学与财富,2016,18(05):269-270.

[2]李红林,赵振宇,谢再新.模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用[J].电加工与模具,2014,12(04):711-712.

[3]益辉鹏,吕航盈.Moldex3d专业塑料模具设计CAE模型流动分析软件的开发和新技术的应用[J].模具制造技术的实际交易的年度会议.2013年,17(10):144-145.

论文作者:张庆垣

论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期

论文发表时间:2018/9/10

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