基于Moldflow的防翘曲生产方法和长条注塑件生产方法与流程

基于moldflow的防翘曲生产方法和长条注塑件生产方法
技术领域
1.本发明涉及汽车配饰件加工生产技术领域，特别涉及一种基于moldflow的防翘曲生产方法和一种长条注塑件生产方法。


背景技术：

2.汽车是非常常见的交通工具，随着社会的发展进步，人们的生活水平逐步提高，汽车已经逐步走近千家万户，汽车的类型也有很多，例如轿车、suv、mpv等等类型，不同的汽车类型有着不同的外观，汽车上的配件繁多，其中经常会用到细长条形状的大型电镀外饰件。
3.随着技术发展，电镀外饰件的造型与尺寸要求也是更严格。因电镀件的基材一般来源于电镀级的abs塑料（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物），在注塑成型中，受产品的结构影响会产生收缩翘曲变形的问题。
4.翘曲变形是注塑成型塑料制品的常见缺陷之一，严重影响产品的质量。在实际成型过程中，当塑件材料和模具结构确定后，成型工艺参数就成为了影响翘曲变形的主要因素。moldflow是一款功能强大的计算机辅助工程（cae)模拟软件，通过其注塑成型仿真工具，能够帮助验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种基于moldflow的防翘曲生产方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种基于moldflow的防翘曲生产方法，包括以下步骤：步骤一：通过moldflow的仿真分析，自动测算得到产品翘曲的理论变形量；步骤二：通过moldflow继续优化所述理论变形量，得到翘曲的预变形量；步骤三：重新在moldflow的仿真分析中配置所述预变形量以及不同的保压参数，得到相应的翘曲值，根据翘曲值的变化建立保压时间和保压压力的标准参数；步骤四：根据所述预变形量制作模具；步骤五：按照保压时间和保压压力的标准参数来试模；步骤六：根据实际翘曲变形量进行修模；步骤七：重复步骤五和六，直至产品成型后尺寸符合要求，导入量产。
7.本发明所提供的基于moldflow的防翘曲生产方法，至少具有如下的有益效果：在长条注塑件产品的加工生产中，通过moldflow的仿真分析辅助，高效地选定预变形量，实现注塑模具的开发，并通过moldflow合理分析各保压工艺参数对翘曲变形的影响，获取工艺参数对翘曲变形的影响规律，能够为实际生产中合理选择工艺参数、减少塑件翘曲变形提供必要的参考依据，很大程度上降低了生产初期的成本投入、提高了分析效率。本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，基于moldflow的仿真分析依次确定模具的预变形量以及保压工艺的标准参数，减少修模次数，降低修模成本，使得前期开发投入的成本降低，并提高
生产开发的质量和效率。
8.作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤二具体地：通过moldflow实现注塑成型模拟参数优化的自动执行，完成分析后得到最大翘曲变形值。
9.作为上述技术方案的进一步改进，以分析后最大翘曲变形值乘以变形结果经验系数0.7的所得值，作为所述预变形量。
10.因产品结构造型不同，moldflow软件中模拟仿真的变形量与实际注塑生产的变形量存在一定差异性，通过上述技术方案，预变形量经过经验系数的修正，能够避免预变形过量的情况。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤三具体地：产品的保压成型过程为二段式保压，包括配置不同保压参数下的一段保压和二段保压。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述一段保压中，保压时间和保压压力使型腔内应力能够释放。
13.通过上述技术方案，在一段保压中设置较低的保压压力，使得射胶螺杆在已注入型腔的熔融塑料的反作用力下发生回退，浇口附近的熔融塑料会发生回流，使得型腔内的应力得到释放，从而实现先让产品末端冷却下来，再通过二段保压使产品的中段和浇口位置冷却成型，继而达到控制翘曲变形的目的。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述二段保压中，保压压力再通过改变保压时间得到翘曲值变化曲线，从而确定保压时间的标准参数。
15.作为上述技术方案的进一步改进，确定保压时间的标准参数后，再通过改变保压压力得到翘曲值变化曲线，从而确定保压压力的标准参数。
16.根据翘曲值变化曲线来建立保压时间和保压压力的标准参数的过程中，需要设置多组保压时间和保压压力，过程较为繁琐。通过上述技术方案，若有近似形状的产品已经建立其标准参数时，可以起到参考作用。
17.作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤四和步骤五中，所述模具的型腔模板预留修模厚度，在完成型腔、型芯的加工后，进行配模组立，不进行运水孔的加工和前模的抛光。
18.通过上述技术方案，型腔模板预留修模厚度时，即使变形量数据有误差也可以通过降面重新加工来修正误差。不进行运水孔的加工和前模的抛光，能够避免修模时破运水二导致模具报废。
19.作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤七中，在完成修模后再对所述模具进行运水孔的加工和前模的抛光，并再次试模，产品成型尺寸符合要求即可导入量产。
20.本发明还提供了一种长条注塑件生产方法，包括以下步骤：首先，根据上述基于moldflow的防翘曲生产方法，得到的长条注塑件的保压时间和保压压力的标准参数区间；接着，在对同类长条注塑件导入生产时，在moldflow对产品进行仿真分析中配置所述标准参数区间中的标准参数，并优化得到对应的预变形量；然后，根据预变形量制作模具，并通过试模和修模实现量产。
21.本发明所提供的长条注塑件生产方法，至少具有如下的有益效果：通过对同类的长条注塑件建立标准参数区间后，在新产品的生产导入过程中，将标准参数配置到
moldflow的仿真分析中，得到预变形量，并根据预变形量制作模具。本发明的长条注塑件生产方法，建立标准参数区间后，预变形量能够通过moldflow根据标准参数区间来确定，无需重新建立标准参数。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；图1是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例的长条注塑件产品的立体示意图；图2是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例通过moldflow得到的产品模流仿真分析报告示意图；图3是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例中经moldflow自动优化后产品翘曲示意图；图4是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例中经moldflow自动优化后压力衰减线图；图5是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例的翘曲值与保压时间的变化曲线图；图6是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例的翘曲值与保压压力的变化曲线图；图7是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例的产品上翘示意图；图8是本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法，其实施例的产品下榻示意图。
具体实施方式
23.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
26.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
27.参照图1至图8，本发明的基于moldflow的防翘曲生产方法作出如下实施例：一种基于moldflow的防翘曲生产方法，包括以下步骤：步骤一，通过moldflow的仿真分析，自动测算得到产品翘曲的理论变形量。
28.首先，建立长条注塑件产品的三维模型。然后再将三维模型导入到moldflow仿真
软件中进行模流分析，从而得到理论变形量。
29.以片状长条外饰件产品a为例，产品a的长宽尺寸为1223x44mm，壁厚为2.5至3.4mm渐变过渡。产品a的三维模型如附图1所示，导入moldflow进行模流分析后，得到如附图2所示的模流仿真分析报告，可知产品a经moldflow仿真分析所得的理论变形量为41.98mm。
30.在本实施例中，该产品在autocad软件中进行三维建模，导入到moldflow软件中。在其他一些实施例中，还可以采用pro/e、solidworks、ug、catia等其他三维建模软件并以stl、igs或stp格式导入到moldflow软件中。在建模过程中要尽量避免小圆角、小倒角以及尖角等，它们的存在容易造成网格划分配比率及网格质量下降，导致模流分析失败。
31.步骤二：优化所述理论变形量，得到翘曲的预变形量。
32.具体地：通过moldflow实现注塑成型模拟参数优化的自动执行，包括：有限元网格模型的导入、工艺参数的取值以及翘曲变形的有限元分析，完成分析后得到最大翘曲变形值。
33.由于moldflow软件中模拟仿真的变形量与实际注塑生产的变形量还是存在一定差异性的，直接使用仿真出来的最大翘曲变形值作为预变形量的话，误差一般较大，会导致后期修模量大的情况。在本实施例中，以分析后最大翘曲变形值乘以变形结果经验系数0.7的所得值作为所述预变形量。
34.同样以上述的产品a为例，通过moldflow自动分析优化后产品翘曲位置的各个区域的压力衰减均匀（如图4所示），最大翘曲变形值为上翘30.45mm，位于产品的两个端部位置（如图3所示）。故所述预变形量设置为21mm。
35.步骤三：重新在moldflow的仿真分析中配置所述预变形量以及不同的保压参数，得到相应的翘曲值，根据翘曲值的变化建立保压时间和保压压力的标准参数。
36.具体地：针对预变形量设置为21mm的模具，在moldflow中设定工艺参数：模具表面温度为40℃，溶体温度为230℃，注射速度为65mm/s。上述工艺参数根据产品材质和形状来设置，在上述工艺参数条件下，根据不同的保压参数所得的翘曲值来建立保压时间和保压压力的标准参数。
37.在本实施例中，产品的保压成型过程为二段式保压，包括配置不同保压参数下的一段保压和二段保压。在一段保压中设置较低的保压压力，使得射胶螺杆在已注入型腔的熔融塑料的反作用力下发生回退，浇口附近的熔融塑料会发生回流，使得型腔内的应力得到释放，从而实现先让产品末端冷却下来，再通过二段保压使产品的中段和浇口位置冷却成型，继而达到控制翘曲变形的目的。
38.在采用单段式保压的情况下，由于型腔内应力未释放，保压过程对产品的成型效应不明显。参照下表（表1），以80mpa的保压压力为基准，保压压力提高或降低50%，翘曲值的变化很小。而采用二段式保压时，所述一段保压的保压时间和保压压力根据射胶压力分别设置为1秒的和5mpa，使射胶螺杆能够发生回退，型腔内应力能够释放，翘曲值才会有明显变化。
39.表1所述二段保压的保压压力，先按照步骤一中的自动计算所采用的压力参数80mpa来设置，并通过改变保压时间得到翘曲值变化曲线，从而确定保压时间的标准参数。
40.具体地，参照下表（表2），所述一段保压的压力参数设置为1s的保压时间和5mpa的保压压力；所述二段保压的保压压力设置为80mpa，通过将保压时间分别设置为5、8、10、12秒，得到对应的翘曲值为+3.2、-0.9、-3.5和-4.2mm，据此可绘制出二段保压压力设置为80mpa时的保压时间与产品翘曲值的变化曲线图如附图5所示。
41.表2根据变化曲线图，综合考虑产品成型可能出现的表面缩水等问题，以-1mm的变形量为基准选择保压时间的标准参数为8s。
42.确定保压时间的标准参数后，再通过改变保压压力得到翘曲值变化曲线，从而确定保压压力的标准参数。具体地，参照下表（表3）：所述一段保压的压力参数依然设置为1s
的保压时间和5mpa的保压压力；所述二段保压的保压时间设置为8s，通过将保压压力分别设置为40、60、80、100、120mpa，得到对应的翘曲值为-1.5、-1.7、-0.9、+1.4和+2.6mm，据此可绘制出二段保压时间设置为8s时的保压压力与产品翘曲值的变化曲线图如附图6所示。
43.表3根据变化曲线图，综合考虑产品成型可能出现的表面缩水等问题，以-1mm的变形量为基准选择保压压力的标准参数为80mpa。
44.值得说明的是，上述表1、表2和表3中，翘曲值为正数时，其翘曲部位相对于原始型腔为上翘状态（如图7所示）；翘曲值为负数时，其翘曲部位相对于原始型腔为下榻状态（如图8所示）。
45.步骤四：根据所述预变形量制作模具。
46.为避免修模时容易出现模具报废需要重新开模的情况，模具的型腔模板在满足厚度强度需求的基础上增加了20mm的厚度预留，即使变形量数据有误差也可以通过降面重新加工来修正误差。同时，考虑到如果运水孔已经完成加工，再降面修模也是会容易发生破运水导致模具报废。故在步骤四中，在完成型腔、型芯的加工后，即可配模组立进行试模。
47.步骤五：按照保压时间和保压压力的标准参数来试模。
48.具体地，所述一段保压的保压时间为1秒，保压压力为5mpa；所述二段保压的保压时间为8秒，保压压力为80mpa。
49.步骤六：根据产品在预变形下的实际翘曲变形量进行修模。
50.步骤七：重复步骤五和六，直至产品成型后尺寸满足产品图纸公差要求，导入量产。由于在所述步骤四中为加工运水孔和前模抛光，故在完成修模后再对所述模具进行运水孔的加工和前模的抛光，并再次试模，确保产品成型尺寸符合要求即可导入量产。
51.通过翘曲值变化曲线来建立保压时间和保压压力的标准参数的过程中，需要设置
多组保压时间和保压压力，过程较为繁琐。本发明还提供了一种长条注塑件生产方法。
52.首先，根据上述的基于moldflow的防翘曲生产方法，得到的长条注塑件的保压时间和保压压力的标准参数区间。在每款产品的导入生产中，注意记录每款产品所确定的标准参数。多款同类的长条注塑件能够形成一个标准参数区间。
53.然后，在对同类长条注塑件导入生产时，在moldflow对产品进行仿真分析中配置所述标准参数区间中的标准参数，并优化得到对应的预变形量。
54.最后，根据预变形量直接制作模具，无需预留修模厚度，且能够直接完成运水孔的加工和前模的抛光。再通过试模和修模完善模具、验证确认，按阶段提升产品质量直至满足图纸要求，最终实现量产。
55.通过对同类的长条注塑件建立标准参数区间后，在新产品的生产导入过程中，将标准参数配置到moldflow的仿真分析中，得到预变形量，并根据预变形量制作模具。建立标准参数区间后，预变形量能够通过moldflow根据标准参数区间来确定，无需重新建立标准参数。
56.具体地，对于字牌、标牌类的长条塑件，熔融塑胶的注射速度一般在30至55mm/s之间，其保压参数标准区间可以参考下表（表4）。
57.表4对于装饰条类的长条注塑件，其结构相对于字牌、标牌类的长条塑件更复杂一些，熔融塑胶的注射速度一般在65至95mm/s之间，其保压参数标准区间可以参考下表（表5）。
58.表5根据上述标准保压参数区间（表4和表5），字牌、标牌类和装饰条类的长条注塑件在导入生产时，能够在moldflow仿真分析时直接设定标准参数，并在得到预变形量后根据预变形量制作模具。无需通过moldflow重新建立标准参数，大大提高效率。根据预变形量加工模具，型腔模板不需要预留加工量，也不需要将运水孔的加工和前模的抛光延后进行，减少试模修模次数，提高效率。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：通过moldflow的仿真分析，自动测算得到产品翘曲的理论变形量；步骤二：通过moldflow继续优化所述理论变形量，得到翘曲的预变形量；步骤三：重新在moldflow的仿真分析中配置所述预变形量以及不同的保压参数，得到相应的翘曲值，根据翘曲值的变化建立保压时间和保压压力的标准参数；步骤四：根据所述预变形量制作模具；步骤五：按照保压时间和保压压力的标准参数来试模；步骤六：根据实际翘曲变形量进行修模；步骤七：重复步骤五和六，直至产品成型后尺寸符合要求，导入量产。2.根据权利要求1所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述步骤二具体地：通过moldflow实现注塑成型模拟参数优化的自动执行，完成分析后得到最大翘曲变形值。3.根据权利要求2所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：以分析后最大翘曲变形值乘以变形结果经验系数0.7的所得值，作为所述预变形量。4.根据权利要求1所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述步骤三具体地：产品的保压成型过程为二段式保压，包括配置不同保压参数下的一段保压和二段保压。5.根据权利要求4所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述一段保压中，保压时间和保压压力根据射胶压力设置，使型腔内应力能够释放。6.根据权利要求4所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述二段保压中，保压压力根据步骤一中自动计算所采用的压力参数来设置，再通过改变保压时间得到翘曲值变化曲线，从而确定保压时间的标准参数。7.根据权利要求6所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：确定保压时间的标准参数后，再通过改变保压压力得到翘曲值变化曲线，从而确定保压压力的标准参数。8.根据权利要求1所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述步骤四和步骤五中，所述模具的型腔模板预留修模厚度，在完成型腔、型芯的加工后，进行配模组立，不进行运水孔的加工和前模的抛光。9.根据权利要求8所述的基于moldflow的防翘曲生产方法，其特征在于：所述步骤七中，在完成修模后再对所述模具进行运水孔的加工和前模的抛光，并再次试模，产品成型尺寸符合要求即可导入量产。10.一种长条注塑件生产方法，其特征在于：包括以下步骤：首先，根据权利要求1至7任一项的基于moldflow的防翘曲生产方法，得到的长条注塑件的保压时间和保压压力的标准参数区间；接着，在对同类长条注塑件导入生产时，在moldflow对产品进行仿真分析中配置所述标准参数区间中的标准参数，并优化得到对应的预变形量；然后，根据预变形量制作模具，并通过试模和修模实现量产。

技术总结
本发明公开了一种基于Moldflow的防翘曲生产方法，首先，通过Moldflow的仿真分析，自动测算得到并优化理论变形量，从而得到翘曲的预变形量；然后，根据预变形量通过不同保压参数的翘曲值来建立保压时间和保压压力的标准参数；再根据预变形量和标准保压参数来进行试模和修模，直至产品的成型尺寸符合要求即可实现量产。本发明的的防翘曲生产方法，基于Moldflow的仿真分析依次确定模具的预变形量以及保压工艺的标准参数，减少修模次数，降低修模成本，使得前期开发投入的成本降低，并提高生产开发的质量和效率。本发明还公开了一种长条注塑件生产方法，通过建立标准参数区间对上述防翘曲生产方法进行优化，提高效率，降低生产导入成本。生产导入成本。生产导入成本。


技术研发人员：汤忠宝 程万晖 肖仁龙
受保护的技术使用者：四维尔丸井（广州）汽车零部件有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/19