摘要：为进一步缩短模具研发周期，管控模具成本，切实提升模具的实用性，使其满足经济发展与社会生活的需求。相关企业在研发以及生产环节，逐步转换思路，投入大量资源，进行技术升级，以技术优化模具产业的优化。文章以CAE技术作为研究框架，从多个角度出发，探讨注塑模具结构优化的基本方法，旨在为后续相关实践活动的开展提供方向性引导。
关键词：注塑模具；CAE技术；结构优化；技术方案
前言
作为技术密集型产业，模具工业在日常研发、设计、生产以及评估过程中，需要CAD技术、CAE技术以及CAM技术的深度参与，在相关专业技术的支持下，降低模具研发以及生产难度，缩短模具研发与优化周期，减少了成本投入，对于模具产业的发展产生了深远影响。CAE技术在模具工业中的应用，改变了传统了模具研发体系以及优化方式，促进了模具工业的现代化、可视化与智能化。为进一步发挥CAE技术在注塑模具中的作用，实现模具结构的合理优化，文章在对CAE技术进行整体性分析的基础上，结合过往有益经验，系统梳理CAE技术框架下注塑模具结构优化的基本方法，着眼于相关案例，进行技术规律的总结，以期为CAE技术应用以及注塑模具结构优化活动的进行创造条件。
1.CAE技术概述
对CAE技术的整体性梳理，有助于技术人员对该项技术的机理、重要性形成正确的认知，并在这一过程中，逐步明确CAE技术相关应用要求，在很大程度上，确保了CAE技术在注塑模具结构优化中科学高效应用。
CAE技术作为一种高效的分析方法，其在计算机平台之上，快速完成对复杂工业产品结构强度、产品刚度、稳定性、动力响应以及热传导性等相关参数的科学计算以及整体分析，是现阶段较为成熟的分析机制[1]。随着技术的发展，CAE技术日益成熟，现阶段CAE技术大致上可以划分为两类，一类为专用CAE技术软件，主要针对于特定类型的建筑工程或者工业产品，用于分析、预测以及优化性能；另一类为通用CAE技术软件，主要服务于一般类型建筑工程以及工业产品，对其进行分析、预测以及优化。CAE技术在模具产业中的应用，对模具研发、优化流程产生了极为深远的影响，使得注塑模具内部结构的设置以及优化，不在过渡依赖个人工作经验，增强了注塑模具内部结构优化工作的科学性以及高效性，有效避免了注塑模具在内部结构优化过程中出现优化周期长、失败几率高等问题，大大降低了注塑模具内部结构优化的成本投入[2]。同时以CAE技术为依托，模具企业实现了注塑模具的仿真设计与研发，借助于相关软件，设计人员可以有针对性地进行数据的获取以及分析，将注塑模具内部结构以更为直观的方式呈现出来。并在此基础上，借助于CAD技术，对优化方案的可行性以及操作难度进行分析，构建评估机制。对于评估过程中，发现的问题以及隐患，能够及时采取相关应对手段进行处理，从而确保注塑模具内部优化方案的实用性，确保了注塑模具的市场竞争力，对于相关模具企业的发展产生了积极作用。
2.CAE技术框架下注塑模具结构优化方法
CAE技术框架下，注塑模具结构优化涉及多个方面的内容，为确保技术应用效果，提升结构优化的质效，技术人员有必要在相关原则的引导下，调整思路，创新方法，推动CAE技术与注塑模具结构优化工作的有效衔接，依托于CAE技术优势，不断增强注塑模具结构优化的水平，切实满足实际的使用需求。
从现阶段我国模具行业的发展情况来看，多数模具企业在CAE技术应用方面存在着一定的误区，对CAE技术的使用仅仅局限于模具的注塑成型方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如MoldFlow等软件是常见的CAE技术软件类别，经过长期的技术积累以及迭代更新，CAE技术日益程度，软件功能逐步完善，以MoldFlow软件为例，这一软件功能强大，在模具设计研发环节，工作人员可以在软件内，进行模具的流动性分析、冷却性分析、收缩性分析、翘曲分析以及结构应力分析等相关工作，在这些功能模块的辅助下，技术人员得以快速、准确完成各类模型设计[3]。在对注塑模具结构优化的过程中，技术人员应当在科学性原则以及实用性原则的引导下，积极转变自身工作思路，将注塑模具结构优化与CAE技术有效结合起来，拓展CAE技术的应用环节。例如在注塑模具结构优化的过程中，技术人员可以借助于MoldFlow软件内置的功能模块，进行相应的注塑模具内部结构的调整以及优化。例如在内部结构优化环节，技术人员可以借助于软件内流动分析功能模块，对整个注塑流程中塑料溶体的流动情况进行梳理，根据梳理过程中，所获得的相关数据，对注塑模具结构优化过程中，型腔压力以及温度等参数进行调控，将其作为切入点，对注塑模具气穴位置等进行优化，从而确保结构优化活动的有序开展。考虑到注塑模具在冷却过程中，模具结构会受到一定的影响，造成结构变形，影响模具的结构强度与使用寿命[4]。为了应对这一情况，在注塑模具优化环节，技术人员通过冷却分析功能，对整个注塑模具冷却流程开展梳理以及评估，根据评估结果，对整个冷却系统的管道数量、分布位置以及冷却参数进行调整，逐步向清除一个完整的冷却机制，为相关注塑模具结构优化工作的开展奠定了坚实基础。
在进行注塑模具结构优化的过程中，技术人员还可以充分利用CAE技术的收缩分析以及翘曲分析评估能力，对注塑模具结构在冷却过程中，各个结构收缩变形及情况进行整体性计算，根据计算结果，采取相应的处理方案，将注塑模具结构收缩变形量控制在合理的范围内。同时在整个注塑模具结构优化过程中，模具生产企业还应当做好硬件引进以及软件升级，在企业内部形成一个完整的技术体系，为注塑模具结构优化工作的开展奠定了坚实基础。加大人才引进与培养力度，通过引进专业人才或者有计划地开展相关培训活动，大幅度增强技术人员的专业能力，使其能够在相关理论以及技能的支持下，有序推动注塑模具结构优化工作的开展。
3.优化设计案例分析
对优化设计案例的系统性梳理，从实践的角度对CAE技术框架下注塑模具结构优化的效果进行论证，在论证过程中，总结优化设计的成功经验，形成规律性总结，进而为相关技术应用以及模具优化工作的开展提供了方向性引导。
以某模具生产厂商为例，其作为笔记外壳供应商，在笔记本外壳注塑的过程中，考虑到笔记本电脑结构较为复杂，精度要求较高，为保证注塑模具的质量。在整个研制以及结构优化环节，组织技术人员，借助于CAE技术进行注塑模具的全面梳理，逐步形成完备的模具结构方案[5]。具体来看，在整个注塑模具结构优化的过程中，技术人员对模具的用途以及需求进行了分析，考虑到模具的厚底较小，结构复杂，内部细小结构较多，因此在结构优化过程中，使用CAE技术，从整体上首先确定模具浇筑口的位置以及浇筑方式，以确保在浇筑过程中，模具能够正常充膜，同时，借助于CAE技术，对注塑模具内部结构的进行优化，进行内部结构的整合优化，在此基础上，优化填充、冷却流程，提升注塑模具生产效能。
结语
CAE技术在注塑模具结构优化中的应用，在很大程度，增强了注塑模具结构优化的质效，在确保结构优化效果的前提下，降低优化难度，节约了优化成本。文章从多个层面出发，在分析CAE技术原理的基础上，进行技术应用以及案例分析，从整体上明确CAE技术在注塑模具结构优化中应用的必要性以及应用方法。
参考文献
[1]蒋晶，姜潇桐，张康康.基于CAE的微注塑模具优化设计[J].中国塑料，2018（8）.；137-142.
[2]曹亮.基于CAE模拟的塑料结构失效分析及其优化设计[J].中塑料，2018（4）：92-96.
[3]吴侠，王小新.基于CAE分析的汽车B柱滑板翘曲变形优化设计[J].模具工业，2017（14）：71-72.
[4]冀冠一.基于CAE分析的冲压件结构设计优化[J].中国科技纵横，2017（2）：89-91.
[5]张作胜，杨兵，王菊线.基于NX和华塑CAE的注塑模具优化设计[J].科技展望，2017（15）：30-33.
论文作者:赵慧云
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
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