浅谈基于CAE的注塑模具结构优化设计论文_赵慧云

浅谈基于CAE的注塑模具结构优化设计论文_赵慧云

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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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