张帆

摘 要：在以往的注塑模具设计的过程中，大部分设计需要具有较多经验的设计人员根据多年工作来完成，这种方法势必需要完成大量的重复修模、试模等过程中，最终导致生产周期时间较长、精准度不高、成本增加等消极后果，同时也会严重影响到制件的生产，对于制件的生产成本、质量也会有着较大的影响。本文将以翘曲变形为例，对模流分析在汽车塑料制品设计中的具体应用进行分析，以期为今后开展的各项工作提供可靠的参考依据。

关键词：模流分析；汽车塑料制品；应用

随着国内科技的进一步发展，一种新型的CAE计算机模拟技术出现了，为设计人员设计注塑模具创造了有利条件，通过进行模流分析可以大幅度提升设计质量与设计效率，对于提高注塑模具设计的准确性具有重要的现实意义。其中，Mold flow便是其中最具代表性的一款软件，可以对汽车塑料制品设计过程中的欠注、翘曲变形、熔接痕、缩痕等缺陷进行预测，使得新产品开发、塑料制品质量均可以得到有效提高，更主要的是，模流分析的应用可以最大程度上降低注塑模具设计时需要消耗的成本，进而合理控制制品成本，对于生产企业的可持续发展具有积极作用。

一、翘曲变形概述

在汽车薄壳塑料成型的过程中，翘曲变形是较常出现的一种缺陷，这种缺陷会直接影响到制品质量，且这种汽车薄壳塑料在制作过程中极其容易受到材料差异、注塑件形状等方面的影响而产生不同的变化，进而产生不同程度的翘曲变形对注塑件形状精度、表面质量造成诸多影响，若是其变形量超出一定范围后，便会成为一种较为严重的缺陷，对产品装配的影响是致命的[1]。通常情况下，翘曲变形泛指注塑件的形状与模具型腔的形状出现差别，这种差异不仅影响到产品质量、性能、装配效果，同时也会影响到其外观效果。因此翘曲变形的程度已经成为评判产品质量的重要参考标准之一。在产品生产的过程中，翘曲变形主要是由塑件结构、模具设计、成型工艺三个方面所决定的，而翘曲则是较常出现在塑料成型时流动方向收缩率与垂直方向相比，程度较大，进而引起制件在成型的过程中其收缩率之间存在明显差异，进而产生翘曲，从而影响到制件质量。因此，本文主要是通过对某一款汽车的立柱护板制件制作进行分析，了解模流分析在其生产加工过程中的具体应用，掌握汽车塑料制品生产与加工的实际情况，为今后开展的各项工作奠定有力基础。

二、模流分析的具体应用

在进行立柱护板制件制作的过程中，首先应了解到该种护板的具体的规格以及生产所需要的各种条件。本文所列举的汽车的立柱护板制件，主要是包括两个卡扣座，一个扬声器面罩，规格为646mm×155mm×47mm，每一个部位厚度较为均匀，约为2.5mm，其制作材料主要是以Polykemi公司所生产的材料，材料名称为PP-T20，在实际生产的过程中，其模温应尽可能控制在60℃左右，而料温则是应该维持在220℃上下，只有这样才可以在最大程度上保證立柱护板制件质量。在整个制作的过程中，模流分析通常是可以用于以下几个方面：第一，可以对最佳浇口位置进行分析[2]。由于模流分析主要是通过利用模拟软件来实现对制作生产的各方面分析，因此，通过利用模流分析可以对汽车的立柱护板制件最佳浇口位置进行预测与分析，使得浇口位置最符合生产的实际需求。根据模流分析结果显示，汽车的立柱护板制件最佳浇口位置位于图1种颜色最深的部位。在图1中，深色区域的交口匹配性程度较高，是浇口位置的最佳部位，且以这一区域位置为中心，越向两边延伸其浇口匹配度就月底，会直接影响到产品的生产。在生产制作的过程中，还需要对浇口的位置进行考虑，并且遵循外观面不能设置浇口的原则，熔体在型腔内流动的平衡性也需要被考虑在其中，根据上述众多因素进行考虑以及模流分析的具体结果，可以得知，图1中黑色圈定区域边界是最适合作为浇口的位置，而根据制作类似件浇口的数量，可以采取一个浇口进行分析，最终得出正确结论。

第二，对成型窗口进行分析。在对成型窗口进行分析的过程中，模流分析仍然发挥着重要作用，通过进行模流分析，可以对模温、熔体温度、注塑时间、冷却时间有着进一步了解与确认，使得工艺参数更加具有合理性[3]。

第三，对工艺参数进行优化。工艺参数主要是指在生产与制造的过程中，为了完成某一项特定工艺，而选取的一系列基础数据或者指标，根据这些指标完成相关工艺生产，提高产品质量。在对汽车的立柱护板制件进行生产的过程中，所涉及到众多环节，而这些环节均会在不同程度上影响到汽车的立柱护板制件的质量、外观、使用性能，因此工艺参数是否最优对于生产加工具有重要的现实意义，需要进行精确计算与测量，为产品精度提供有力保障。通过利用Mold flow进行模流分析，可以根据模拟情况，对工艺参数进行优化与调整，使得工艺参数更加符合当前制件的生产需求。在这一过程中，需要结合成型窗口的分析结果，同时还需要对其可操作性进行综合性分析与考虑，采用正交法试分析模温、熔体温度，根据分析结果，最终将汽车立柱护板制件工艺参数确定下来，具体参数如下：模温的最佳温度为65℃，熔体温度最佳温度为220℃，注射的最佳时间为1s，冷却的最佳时间为15s，保压曲线的最佳数值为80%，压力最佳数值为10s，V/P切换为98%。根据上述数值对汽车立柱护板制件进行加工，可以保证其生产效果达到最佳状态，并且可以有效提高其生产质量与效果，保证汽车立柱护板制件性能，是产品质量达到最优[4]。

第四，加强筋优化分析结果。由于在汽车立柱护板制件生产的过程中，翘曲变形是一种常见的缺陷，而这种缺陷对于产品生产质量的影响是绝对的，因此如何有效避免、解决翘曲变形问题，已经成为提高汽车立柱护板制件质量的关键。这就需要相关工作人员通过模流分析对默认条件下的翘曲结果，对加强筋方面进行了分析，并对其进行了优化，在优化前，默认方案的总体为6.20mm，X向为6.46mm，Y向为5.20mm，Z向为5.09mm，在优化后总体为3.22mm，X向为4.71mm，Y向为1.72mm，Z向为2.85mm。在优化后，翘曲变形明显有所减少，从而有效提高了制件的整体质量。

综上所述，传统的注塑模具设计需要消耗较多的人力、物力，且设计效率、精确程度、成本均无法得到有效控制，对于制品制作与生产会造成较多影响，不利于生产企业的进一步发展。通过将模流分析应用至汽车塑料制品设计中，不仅可以有效解决设计过程中存在成本高、人力消耗大、工作量大等诸多问题，从而有效提高设计质量与设计效率，为制品生产与制作奠定良好基础，同时有效提高汽车塑料制品质量，为生产企业今后的长期稳定创造有力条件。

参考文献：

[1]林伟健.基于Moldflow汽车保险杠的模流分析[J].时代农机，2017，（3）：83-84.

[2]黄立涛.汽车内部装饰储物盒塑料面板设计方法研究[D].天津工业大学，2015.

[3]谢日星，李文蕙.CAD/CAE一体化技术在塑料制品制造中的应用[J].合成树脂及塑料，2017，（5）：98-101.

[4]唐伟.浅谈汽车塑料件的结构设计原则[J].科学与信息化，2018，（6）：69，71.