气体辅助成型分析帮助GE公司减少设计的反复修改

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通用电器公司塑料分公司发现使用气辅成型分析工具减少了模具设计的反复次数。过去在要求较高的产品设计中至少需要反复修改4次，才能获得满意的效果。为在制件中获得恰当的气体穿透气道,往往需要花费大量精力。传统的分析优化工具在分析工艺的前阶段时很有效。但当气体射入时，就失效了。最近，出现了专门的气辅分析工具。我们发现在充填和保压过程中，MF/GAS准确预测了气体的传透。我们分析大量不同尺寸和不同加工条件下的计算机外壳。发现分析结果与实际结果惊人的一致。气辅成型是一种新型工艺，在熔融的塑料中注入惰性气体。气体在推进塑料的过程中形成中空的气道，并在冷却时补充材料收缩进行保压。这种工艺的优点在于减少翘曲，减少残余应力和缩痕.气辅成型由于其中空管道大大降低了冷却时间，而使过去加工显得不经济的厚壁件变得可行。并减少了过去只能用复杂结构模具生产的制件成本。使注塑件取代了许多金属和木材制件。气辅成型降低了对注塑机的要求，因为它降低了注塑压力。任何传统的注塑机可以很方便的在模具上加上气体设备和喷嘴，改造成气辅设备。通用电器公司塑料分公司是气辅技术应用最广泛的公司。这些制件广泛应用于家用器具、仪器、汽车、计算机、材料加工等部门。我们发现这一工艺使这些生产部门大大受益。在气辅成型中，平衡气体流动比平衡塑料流动更重要。一个重要的原则是气体通过气道穿透型腔，而不进入非气道区域。制件设计对气辅成型能否成功起重要作用。工艺条件如气体射入时间和气体压力同样也很重要。因为气辅成型比传统模塑过程复杂。使用分析软件是在生产前优化设计最经济有效的方法。传统的分析工具可用于气辅成型塑料流动过程，而在气体填充阶段它们就无能为力了。我们对新的专用于气辅成型分析工具很感兴趣。一些我们用过的早期的软件包忽视了对保压和合模状态的分析，而这对确定气体穿透非常重要。MOLDFLOW推出MF/GAS，它能分析这些决定性的过程。我们决定通过分析一个12英寸的计算机外壳，来测试这一软件。我们设计了一个试验通过改变尺寸和加工条件来验证该软件的精确性。


我们在试验中设置了以下参数如材料、几何尺寸、气体注塑时间、气体压力、浇口尺寸。制件包括以下几何特征如凸台，筋等。我们在模具中使用了镶块使我们能快速改变流道等几何尺寸。制件的壁厚为0.12英寸。气道厚度为0.1至0.375英寸。型腔中用一个气针进行气体的注入和流出。制件使用东芝CIPRES注塑系统。CINPRES是一种可拆卸的气体注塑系统,它通过气管和电子信号线与注塑机相连。其中一种测试材料是透明的,可以精确测量气体穿透。X射线被用于测量其他不透明材料的穿透。另一重要问题是气道的壁厚，X射线无法测试这一参数，我们切开塑件,测量这一厚度。在塑料注塑阶段，MF/GAS与MF/FLOW分析相似。主要的区别在于在传统分析中我们使用薄板单元而气辅模块使用厚流道单元模拟气体在气道中流动。新的软件图形化显示了塑料从浇口到最后充填点的流动过程。气体注射从塑料充填结束开始，并确定了经过保压后最终制件性能。气体
穿透以彩色云图显示。分析结果与实际结果相当一致，使一次设计成功成为可能。
必须强调气体穿透有两种方法。一种是顺着气道推动塑料前进，另一种是沿气道壁对制件保压和补缩。MF/GAS是我所知道的考虑第二种状态的唯一软件。第二种状态是决定性的，如果忽视了第二种状态会降低预测的准确性，根据我们的经验误差将达到10％至80％。MS/GAS软件可以分析构件设计，加工条件以及它们对最终制件的影响。它解答了许多重要问题。如气体将流多远，气体是否会吹破塑料熔体，残留壁厚是多少，聚合物和气体射入的最佳位置。
在制件设计的过程中构件的形状，材料选择和塑料及气体的工艺参数将被设置，并使制件设计最经济。这个软件包的主要优点是减少设计周期。我们发现不进行分析，一般需要4次反复才能获得满意产品。每一次反复包括了相当大的重设计，修改，试模费用。使用MF/GAS我们可以完全消除这种反复。

OKD

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