基于CAE技術的塑料模熱流道優(yōu)化設計

吳唪

摘要熱流道塑料模技術隨著工業(yè)發(fā)展越來越先進，而在熱流道塑料模設計優(yōu)化中采用CAE進行輔助設計不僅能提升整個產品生產的效率，還能夠減少塑料模的浪費，能夠讓模具設計師在使用CAE軟件設計模具的過程中進行不斷優(yōu)化設計和模擬塑料模澆筑過程，從而可以一次性得到最佳的設計方案。所以本文就將從CAE技術和熱流道設計在塑料模設計過程中的作用，以及對于CAE在熱流道塑料模怎樣進行優(yōu)化設計做出淺要的分析和研究。

關鍵詞CAE技術；塑料模；熱流道技術；優(yōu)化設計

1CAE技術含義

計算機輔助工程（簡稱CAE）技術是指在整個工程中產生并存在，將整個工程能夠有機的串聯(lián)起來并且能夠完成相關信息的籌集。其發(fā)展速度非?？?，到目前為止，在各個大企業(yè)設計中都不可或缺的一項環(huán)節(jié)。目前，CAE技術隨著信息技術的發(fā)展，與CAD、CAPP、CAM等一起成為當下企業(yè)在工程行業(yè)和制造設計過程中的主導技術。其優(yōu)點就是能夠提升工程或者產品的設計質量，能夠縮短工程或產品工期和完成工程或者產品的創(chuàng)新。

CAE主要包括有限元法、仿真技術以及優(yōu)化設計的三大內容，有限元法能夠將工程或者產品的零件進行結構的剛強度、非線性的數(shù)據(jù)分析以及熱場計算等，仿真技術則是指對虛擬樣機以及電流場和電磁場的計算，優(yōu)化設計主要對象結構的設計參數(shù)。

2塑料模熱流道設計技術含義及特點

2.1塑料模熱流道技術含義

塑料模的革新重要技術之一就是熱流道技術，比起冷流道技術它是沒有流道的凝料澆灌技術，更加優(yōu)化和先進，所謂無流道凝料的澆筑技術是指通過用加熱圈或者加熱棒參與到塑料模的流道部分，使其能夠對塑料模進行持續(xù)加熱或是絕熱的一種方式。通常它是通過溫度計來精確控制塑料的溫度，塑料能夠在流道和澆口保持熔融的狀態(tài)減少塑料模塑料的注入時的壓力損失并且能夠將通過熱流道的塑料溶液倒入塑料模里面，這樣就可以在取件的時候很簡便地取出產品和制品。

首先，熱流道板子主要功能就是能夠讓注射器注入的溶液保持一定的溫度，所謂恒溫就是如此，避免澆筑是引起的凝料的浪費，能夠減少注射器的壓力，通常有4種類型的熱流道板子，H、X、Y和一字型。

其次，注射器主要功能是將熱熔液注入塑料模中，所以對于注射器簡稱熱噴嘴的結構是有一定要求的、它也是十分重要的角色，主要分為尖點式注射器、針閥式注射器和開放式的注射器。

最后，加熱元件主要在塑料熱溶液的注射過程中對熱流道的板子或者是注射器進行一定程度的加熱，使其能夠讓注射口保持熔融的狀態(tài)方便注射，通常形式是加熱棒、加熱電圈或者是加熱的盤條等，加熱元件的使用是整個工程或者是產品制造過程中不可或缺、極其重要的一個環(huán)節(jié)。

2.2塑料模熱流道技術的特點

第一，能量消耗低，可以節(jié)省很多能量是熱流道技術最顯著的特點，熱流道塑料模取件只需要把塑料模打開就可以，在注射器注射過程中是不需要將廢料取出來的，這就很好的可以將剩下的廢料進行二次使用，大大節(jié)約了成本。熱流道相較于其他普通的流道節(jié)省了很多的澆筑口料，能夠避免流道中產生廢料，提高了材料的利用率。使用熱流道技術還可以避免塑料品的變形和收縮以及色差裂紋的產生。

第二，使用塑料模熱流道技術生產出的產品質量高，熱流道技術在與冷流道技術相比之下，冷流道的溫度和注射壓力不均衡，就出現(xiàn)了縮孔或者飛邊的缺憾，所以，熱流道技術的出現(xiàn)減少了這種現(xiàn)象，它通過加熱器能夠使塑料在流道和澆口始終呈現(xiàn)一個熔融的狀態(tài)，能夠減少注射時的壓力，所以能夠讓溫度與壓力均衡，避免凝料現(xiàn)象的出現(xiàn)。

第三，產品成型周期短，使用塑料模熱流道技術在生產過程中將未使用完的溶液或者凝固的廢料進行再加熱再生產，熱熔液冷卻的時間就是產品成型的時間，同時熱流道技術能減少染色，修剪澆筑口等程序，更節(jié)約時間和人力，提升生產率。

第四，自動化的程度高和應用范圍廣，熱流道技術在切斷澆筑口能夠自動化，產品成型的周期短，有恒溫的智能溫度控制計，能夠精確的掌握澆筑時熱熔液的溫度，這一切都可以通過機器本身來實現(xiàn)，有效地減少了工作人員的浪費，提高生產率，實現(xiàn)機器的自動化。隨著模型技術的與時俱進，熱流道的發(fā)展也越來越先進，它可以通過CAE設計產品通過塑料模熱流道來生產和制造。熱流道技術能更多的節(jié)約成本和時間，所以現(xiàn)目前的市場上對熱流道的應用越來越廣泛。

3基于CAE技術的塑料模熱流道優(yōu)化設計

3.1CAE技術在塑料模熱流道中的優(yōu)化設計應用

傳統(tǒng)的注入式塑料模型的設計主要是通過來自設計模具的人員的經驗得來，所以以前很多模具都是要經過很多次的考驗和實驗才能夠應用到市場中去的，如果一開始模具設計就出現(xiàn)了問題，所有環(huán)節(jié)都環(huán)環(huán)相扣，比如出現(xiàn)熔縫的不對接、表面扭曲或者不光滑等問題，就會與下面的環(huán)節(jié)一起受到牽連，再回頭來設計就非常麻煩且繁瑣，所以在CAE技術成熟以后，在塑料模熱流道的優(yōu)化設計中起到了改革的作用，現(xiàn)目前，CAE技術作為塑料模優(yōu)化設計已經發(fā)展的非常不錯，像室內設計、產品設計行業(yè)都會用到CAE技術來更快更準地完善和計算產品的精確度，從而使企業(yè)生產環(huán)節(jié)效率大大的提升。

3.2Moldflow軟件在塑模熱流道中的設計優(yōu)化

在塑料模型行業(yè)中，最具有代表性的注射塑料模具的CAE分析軟件就是Moldflow，在塑料模熱流道的設計過程中，設計師就可以有目的地將設計方案進行優(yōu)化設計，工程技術人員能夠直接在計算機上完成試模的工作，最終得出最好的設計參數(shù)和方案，這樣能夠借助CAE對模具進行校對，能夠避免了反復設計和反復修改模具，這樣既可以大大減少不斷試模帶來的大量浪費的制造費用，能夠提升產品的生產效率和質量，所以，在現(xiàn)在塑料模熱流道的優(yōu)化設計中CAE的輔助設計功能越來越強大了。

Moldflow軟件主要功能使用于用戶提供設計分析和解決問題的途徑和校對、優(yōu)化設計方案，當然進行設計分析方案和優(yōu)化設計是最廣泛的，像MPA、MPI、CAE和CAD都是能夠對塑料模熱流道的設計進行深入的分析和優(yōu)化，計算機可以對熱流道的注射過程進行詳盡的分析，甚至可以模擬塑料模成型過程中的注射或是冷卻并且能夠預測產品成型以后可能出現(xiàn)的遺憾，這樣就能讓塑料模設計師在熱流道設計中預見未來熱流道可能出現(xiàn)的缺憾，可以進行進一步的完善設計，提升一次成功試模的機會，降低了浪費模具的現(xiàn)象。

4結論

在CAE技術的輔助下，對于熱流道塑料模的優(yōu)化設計是非常有幫助的，其不僅能夠使塑料模在完成時，提高了它的質量和生產周期，有效地提高了產品的生產率，并且避免了大量的浪費，通過計算機模擬塑料模澆筑過程，及時發(fā)現(xiàn)問題并且解決問題，在現(xiàn)在熱流道技術和CAE技術的幫助下，熱流道的優(yōu)化設計和使用已經運用的很廣泛。endprint