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内容介绍

《塑料注射制品缺陷与CAE分析》将塑料注射成型过程常见的缺陷与CAE分析相结合，通过对注射成型过程常见的缺陷产生原因及影响因素的阐述，并应用Autodesk Moldflow Insight 2010分析技术对缺陷加以模拟分析，提出合理的解决方案。《塑料注射制品缺陷与CAE分析》力求使读者通过学习，掌握运用注射成型CAE分析软件解决问题的能力。 《塑料注射制品缺陷与CAE分析》可供注射成型行业技术人员参考，也可作为大专院校高分子材料、塑料成型与模具等相关专业的教材及相关培训资料。

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精彩书摘

在决定料温时，必须考虑塑料在料筒内的停留时间，这对热敏性塑料尤其重要，随着温度升高物料在料筒内的停留时间缩短。 注射机机筒温度通常从料斗起至喷嘴分段控制，由低到高，以利于塑料逐步塑化。各段之间的温差为30～50℃。 （2）喷嘴温度塑料在注射时是以高速度通过喷嘴的细孔的，有一定的摩擦热产生，为了防止塑料熔体在喷嘴处可能发生“流延现象”，通常喷嘴温度略低于料简的最高温度。 （3）模具温度模具温度不但影响塑料充模时的流动行为，而且影响制品的物理机械性能和表观质量。 结晶型塑料注射充模后，会发生冷却结晶，冷却速率将影响塑料的结晶速率。模温控制较高（缓冷），结晶速率大，有利结晶，能提高制品的密度和结晶度，制品成型收缩性较大，刚度大，力学性能较高，但伸长率和冲击强度下降。相反，模温控制较低（骤冷），所得制品的结晶度下降，韧性较好。但骤冷不利于大分子的松弛过程，分子取向作用和内应力较大。中速冷却塑料的结晶和取向较适中，是常用的条件。 无定形塑料注射充模时，不发生结晶过程，模温的高低主要影响熔体的黏度和充模速率。在顺利充模的情况下，较低的模温可以缩短冷却时间，提高成型效率。所以对于熔融黏度较低的塑料，一般选择较低的模温；反之，必须选择较高模温。选用低模温，虽然可加快冷却，有利提高生产效率，但过低的模温使浇口过早凝封，引起缺料和充模不满。 1.1.2.2压力 注射过程中的压力包括塑化压力（背压）、注射压力和保压压力，是塑料塑化、充模和成型的重要因素。 （1）塑化压力（背压）预塑化时，塑料随螺杆旋转，塑化后堆积在料筒的前部，在螺杆的端部塑料熔体产生一定的压力，称为塑化压力，或称螺杆的背压，其大小可通过注射机油缸的回油背压阀来调整。

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第1章概述 1 1.1 注射成型制品生产过程 1 1.1.1 注射成型过程 1 1.1.2 注射成型工艺条件控制 2 1.1.3 注射成型设备 4 1.2 注射成型的CAE分析技术 6 1.2.1 注射过程的CAE技术 6 1.2.2 注射成型CAE技术的发展历史 7 1.2.3 注射成型CAE技术的作用 8 1.2.4 主要注射成型CAE软件介绍 10 第2章 Moldflow Insight 2010软件介绍 18 2.1 Moldflow Insight 2010用户界面 18 2.2 Moldflow Insight 2010模型分析技术 20 2.2.1 中面模型分析技术 20 2.2.2 双域模型分析技术 21 2.2.3 三维实体分析技术 23 2.3 Moldflow Insight软件分析流程 24 2.3.1 新建工程项目 24 2.3.2 导入或新建CAD模型 24 2.3.3 划分网格 25 2.3.4 网格质量检查与修正 25 2.3.5 选择分析类型 26 2.3.6 选择成型材料 26 2.3.7 工艺参数 28 2.3.8 分析 28 2.3.9 查看分析结果 28 2.3.10 复制分析案例 29 2.3.11 设置分析类型 29 2.3.12 设置浇口位置 29 2.3.13 工艺参数设置 29 2.3.14 分析 30 2.3.15 结果查看 30 第3章制品的收缩与CAE分析 34 3.1 注射制品收缩的过程和产生原因 34 3.1.1 注射制品的收缩过程 34 3.1.2 注射制品收缩产生的原因 37 3.2 影响注射制品收缩的因素 37 3.2.1 产品的结构设计因素 38 3.2.2 模具设计因素 39 3.2.3 材料因素 42 3.2.4 加工工艺参数因素 51 3.2.5 环境因素 56 3.3 注射制品收缩的CAE分析 58 3.3.1 制品收缩的CAE分析方法 58 3.3.2 浇口位置对收缩的影响 63 3.3.3 制品壁厚对收缩的影响 66 3.3.4 材料改变对收缩的影响 70 3.3.5 收缩的方向性 73 3.3.6 工艺参数改变对收缩的影响 75 第4章制品翘曲变形与CAE分析 79 4.1 注射制品产生翘曲变形原因 79 4.2 翘曲变形的研究概况 81 4.2.1 实验法研究现状 81 4.2.2 理论分析法研究现状 82 4.3 影响制品翘曲变形的因素 84 4.3.1 材料因素 84 4.3.2 制品的结构设计因素 84 4.3.3 模具设计因素 86 4.3.4 注射加工工艺条件 88 4.4 制品翘曲变形的CAE分析 89 4.4.1 Moldflow翘曲变形的分析方法 89 4.4.2 浇口位置对翘曲变形的影响 94 4.4.3 浇口数目对翘曲变形的影响 98 4.4.4 材料种类对翘曲变形的影响 101 4.4.5 保压压力改变对翘曲变形的影响 105 第5章制品残余应力与CAE分析 110 5.1 注射制品残余应力种类及其分布规律 110 5.1.1 流动取向应力 110 5.1.2 热应力 111 5.1.3 顶出应力 113 5.1.4 残余应力在制品中的分布规律 114 5.2 制品残余应力的测试方法 116 5.2.1 逐层剥离法 116 5.2.2 钻孔法 117 5.2.3 应力松弛法 120 5.2.4 超声波法 121 5.2.5 X射线和中子射线衍射法 122 5.2.6 光学双折射法 122 5.3 影响制品残余应力的因素 123 5.3.1 制品结构设计因素 124 5.3.2 模具设计的因素 125 5.3.3 材料因素 125 5.3.4 成型工艺因素 126 5.4 降低制品残余应力的方法 128 5.5 制品残余应力的CAE分析 130 5.5.1 Moldflow Insight制品残余应力的分析方法 130 5.5.2 影响残余应力的因素分析 132 第6章制品的熔接痕与CAE分析 141 6.1 概述 141 6.1.1 熔接痕的类型 141 6.1.2 熔接痕的形成条件及熔接痕的特征 143 6.2 熔接痕的形成机理 144 6.3 影响制品产生熔接痕的因素 147 6.3.1 材料的影响 147 6.3.2 成型工艺条件的影响 151 6.3.3 制件结构的影响 153 6.3.4 模具结构的影响 156 6.4 克服熔接痕的基本方法 157 6.4.1 材料的选择 157 6.4.2 制件结构的设计 159 6.4.3 模具结构的设计 159 6.4.4 工艺条件的控制 160 6.4.5 采用注射新工艺消除熔接痕 160 6.5 通过CAE分析预测和改变熔接痕的位置和性能 163 6.5.1 制品熔接痕的CAE分析方法 164 6.5.2 通过浇口位置改善熔接痕的质量 166 6.5.3 通过熔接痕的位置判断对制品性能的影响 168 第7章其他缺陷的CAE分析 170 7.1 制品缺料分析 170 7.1.1 制品缺料产生原因及处理 170 7.1.2 滞流导致缺料的CAE分析 171 7.2 多型腔浇注系统不平衡流动分析 177 7.2.1 相同制品的浇注体系平衡分析 179 7.2.2 不同制品的浇注体系平衡分析 183 参考文献 188

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