1、2018 Moldex3D中国区用户大会智能注塑 典范转移东莞伟士塑胶五金制品有限公司/梁建昌出口产品-抽屉导轨条利用Moldex3D软件实现产品&流道减重，降低成型周期和减小产品变形的目的案例分享2东莞伟士塑胶五金制品有限公司公司介绍： 东莞伟士塑胶制品有限公司是一家集研发与制造于一体的公司，专注于开发与制造塑胶模具与产品。公司成立至今已有30 多年历史。厂区内建筑面积约2.38万平方米。注塑机46台，以及各种模具制造设备。公司作为一个负社会责任的企业来运营，采取措施达到BSCI 的要求（商业社会责任准则），并已通过此审核。公司通过了ISO14001和ISO9001 的认证。公司目前员工人数
2、有600人左右，年出口量为650吨左右，连续多年被评为本镇出口前十名企业。 该公司把现代的管理理念应用于日常工厂管理中。坚持质量第一。同时在管理上不断创新和提高，1999 年6 月通过ISO9002 国际标准化管理认证，2002 年1 月ISO9001：2000 顺利转版，2010 年6 月ISO9001：2008 顺利转版，2016年12 月ISO9001：2015 顺利转版公司介绍3 姓名:梁建昌 职称:模具部经理 部门:模具部 工作/研究内容:管理模具部运作/开发模具制作技术.讲师介绍作品背景5该产品或是制程当前的设计开发趋势为何? 抽屉导轨主要功能是让抽屉畅顺的滑动, 材料是耐磨POM
3、,结晶且收缩特性大， 抽屉推拉开闭要畅顺，手感佳, 这要求成型出来的产品必须非常平直, 滑槽尺寸精准，不能有弯曲的变形. 而实现产品尺寸的精准度关键因素是实现产品成型过程，各区域的材料的均匀性收缩 。 从产品的结构特征以及壁厚的分布判断，成型难度很大，之前的制程方案是通过浇口位置和数量的选择，工艺调机优化，后期夹具矫正等措施进行模具开发，但此制程方案不但成型周期长，模具开发成本出较高，实属无耐之举。背景大纲6当前的挑战/问题是甚么?请阐述其重要性。 产品是耐磨的POM料，是结晶料，收缩性大，非常难以控制材料的结晶度和产品收缩变形问题，产品比较厚，且壁厚分布不均匀，厚薄胶位差异达1-2mm，如何
4、改善产品的弯曲变形是个巨大的挑战 2017年4月份开模，2017年5月第一次试模，产品外观缩水且变形非常严重，根本无法进行装配，尝试各种调机方案，均无法改善问题，甚至改动入胶口和使用夹具矫正仍无法达到要求，随后使用Moldex3D分析,得知準确变形弧度,我司研发部就重新设计产品,把变形孤度,预加入到产品设计上，重做了一套模仁，最后改善产品的变形问题得到成功，据保守的统计，单此套模具的修模和试模的显性成本费用累计花近了10万，还未算生产资料的大量占用的成本. 为何选择Moldex3D? 因我司在模具有使用3D隨型水路设计,3D隨型水路设计公司,亦是使用Moldex3D模流软件進行水路效能分析,从
5、宜得知Moldex3D是全球塑胶实体射出成型模流软件领导品牌，恰好我司遇上抽屉导轨这个产品变形问题,使用Moldex3D切实协助我们高效地解决问题，达到目的，是我们理想的模流分析工具，另外Moldex3D较低的综合使用成本和完善的售后培训服务也是我们选择的重要原因.挑战及解决方案7 目标 改善产品外观品质，消除缩水痕 改善产品严重的弯曲变形和翘曲变形 缩短产品的成型周期，实现高效、稳定生产 减小产品和流道重量，节约原材料使用，节约生产成本目标8目标改善产品外观品质，消除缩水痕改善产品严重的弯曲变形和翘曲变形缩短产品的成型周期，实现高效、稳定生产减小产品和流道重量，节约原材料使用，节约生产成本预
6、期效益产品外观品质良好，缩水痕全部消除，外观无色差或其它不良问题流道体积减小产品体积减小产品Y轴方向弯曲变形减小产品Z轴方向翘曲变形减小产品成型周期缩短产品稳定生产目标产品介绍10产品及模具开发流程与分工介绍11产品件名称:例如：抽屉导轨条产品尺寸长：174.462 mm宽： 15.098 mm高： 14.226 mm厚度：1.7-5.0 mm网格模型网格型态 :BLM实体网格总网格数 ：901719产品实物产品的图片12产品材料13流道配置14冷却水路设计15成型条件16成型条件模流分析结果18使用哪些产品、模块或是功能? 有特别着重的部分?产品Package:Moldex3D Profes
7、sional使用的产品模块Fill/Pack/Cool/Warp/Fiber/CAD doctor module详述分析的执行过程、哪些分析项目以及先后顺序 执行冷却+填充+保压+冷却+变形分析，即完整的CFPCW分析序列，填充分析重点检讨原始方案三点式浇口的填充状态，判断三点进胶的合理性，流道尺寸和浇口位置是否符合要求；保压分析重点检讨产品保压结束后的体积收缩率分布，融熔区域，缩痕深度评估，进一肯确定浇口的设计和工艺的合理性；冷却分析重点检讨产品在成型过程的温度变化情形，前后模面温差分布和积热区域分布，预测冷却不均匀对产品变形的影响程度；变形分析重点检讨产品成型后的变形趋势，变形量和关键区域
8、的尺寸稳定性评估。分析方法及流程19填充分析填充20%填充40%填充55%201.产品填充状态如上图所示，在当前成型条件下能完全填充。2.图中红线位置为结合线产生位置，圈示区域为产品最后填充位置。3.中间浇口填充产品绝大部分区域，两侧浇口填充的体积相对较小，考虑取消两侧浇口填充65%填充88%填充98%填充分析21Shift+F5播放动画播放动画填充动画22包风区域1.主外观面未见明显的包风困气区域产生，产品发生实质困气问题的风险不大。2.存在包风的区域集中于分型面上，良好的模具排气设计可免费出现产品包风困气问题。23夹水线位置预测241.产品左右两侧的体积收缩率差异较大，且收缩率分布不均匀。
9、2. 根据产品的收缩差异分布情形，预测产品有较明显的弯曲变形现象。保压分析-最大体积收缩率251.对于一般的非高光非透明产品，缩痕深度值超过0.03mm,产品表面出现缩痕的风险较高。2.如上图所示，预测产品出现缩水痕的风险较高 。保压分析-缩痕深度261.当前成型条件下成型该产品所需要的压力为102Mpa。锁模力为50T。2.我司用120T注塑机，可满足当前方案的成型。保压分析-注塑压力/锁模力27如图所示，冷却结束时刻，产品前后模表面温度分布为温差高达31度。冷却分析-产品表面温度分布28冷却分析-达到可顶出温度时间，零件1.从切面结果可判断，产品内外两侧的冻结时间不同步，内侧（靠近浇口侧）
10、需要的冻结时间远远长于外侧。2.保压切换掉以后，内侧继续收缩，收缩量会明显大于外侧，最终产品因内外侧收缩不均匀引起产品弯曲变形。29冷却水管的散热效率 若 Q2是透过水管放热量Qm 是模座在成型过程总散热量 散热效率定义作Q2/(Q2+Qm)*100%.此数据代表透过各水管吸收热量的百分比(效率)正值代表吸热.负值代表放热.冷却分析-冷却效率1.如上图所示，水路系统均参与到冷却进程之中。2.一般地，冷却效率接近0的冷却水路可去掉。30变形分析-产品总体变形31X轴Y轴此边变形2.1mm变形分析-产品总体变形-X轴方向1.产品在X轴方向单侧变形量接近3.0mm以上，2.分析预侧的产品X轴方向变形
11、与实际的试模结果几乎完全一致。32X轴Y轴变形分析-产品总体变形-Y轴方向1.产品在Y轴方向可均匀收缩2.分析预侧的产品Y轴方向变形与实际的试模结果几乎完全一致。33变形分析-产品总体变形-Z轴方向1.产品在Z轴方向翘曲比较明显2.分析预侧的产品Z轴方向变形与实际的试模结果接近。34总位移动画如图所示Shift+F5播放动画播放动画放大5倍显示变形分析-产品总体变形动画351.如上图所示，产品不均匀的收缩是导致产品变形主要原因。变形分析-影响产品变形的主要因素36在当前成型条件下，该产品能完全填充。三点进胶，两侧边浇口填充量较小，可考虑去掉两侧边浇口以简化流道结构，实现减小流道体积的目的产品成
12、型过程中，内外侧的冻结时间不同步，导致内外侧的体积收缩差异很明显，是引发产品弯曲变形的主要原因。产品在Z轴上的变形也比较明显，Z轴上的翘曲除体积收缩差异因素外，还与冷却不均匀和填充保压冷却过程中产生的残余应力有关，要解决产品Z轴的变形，需要大幅度修改产品设计和模具设计，本成高，风除大，考虑Z轴进行预变形处理。通过以上分析，优化方案如下：1.三点进胶改成一点进胶，进胶点位于产品中部和侧边各试一组，对比结果。2.产品内外侧作设计优化，使得内外侧产品壁厚接近一致。3.产品在Z轴方向 ，根据模流分析结果，作预变形设计变更。4.考虑改模时间和成本，冷却水路不变，保持与原方案一致。项目总结37产品优化设变
13、-内外侧减胶处理优化后优化前381.壁厚后化后，执行一点进胶方案和三点进胶方案，对比两个方案的差异，以判断模具是否最近采用一点进胶。2.执行三点分析另一目的是判断壁厚优化是否有效果。执行分析方案一壁厚优化后，产品内外侧壁接近产品优化设变-内外侧减胶处理执行分析方案二39Shift+F5播放动画播放动画填充动画优化方案1优化方案21.两个方案填充均顺利进行，未发现明显不良缺陷。2.一点进胶产品表面夹水线消除，填充较平衡。40夹水线位置预测优化方案1优化方案241优化方案1优化方案2保压分析-最大体积收缩率1.壁厚优化后，两个方案的产品内外侧体积收缩均比较均匀。2.体积收缩率两个方案数值上接近，单
14、点即可满足产品的保压要求。42优化方案1优化方案2保压分析-注塑压力1.两个方案注塑压力接近，单点进胶压力衰减不明显，可满足注塑成型要求43如图所示，由于冷却设计未作变更，因此两方案产品冷却结束后温度分布接近，前后模温差接近。冷却分析-产品表面温度分布优化方案1优化方案244冷却分析-达到可顶出温度时间，零件1.从切面结果可判断，产品内外两侧的冻结时间同步，产品可实现较均匀的收缩优化方案1优化方案245放大1倍显示变形分析-产品总体变形-X轴方向1.产品在X轴方向单侧变形量接近0.5mm左右，2. 产品在X轴方向的弯曲变形极大改善，X轴上产品能较均匀的收缩。3.两个进胶方案差异并不大。优化方案
15、1优化方案246放大1倍显示变形分析-产品总体变形-Y轴方向1.产品在Y轴方向可均匀收缩2.两个方案差异不大。优化方案1优化方案247放大2倍显示变形分析-产品总体变形-Z轴方向1.产品在Z轴方向翘曲比较明显2.两个方案差异不大优化方案1优化方案2放大2倍显示48优化方案3流道配置1.客户要求进行单点侧边进胶方案2. 产品在Z轴方向上，根据上述的分析，做预变形处理。冷却设计不变49Shift+F5播放动画播放动画填充动画优化方案350保压分析-最大体积收缩率1.壁厚优化后，两个方案的产品内外侧体积收缩均比较均匀。优化方案3518- 优化方案三保压分析进浇口压力/锁模力如上图所示方案三填充产品所
16、需要的压力约为93.8Mpa，锁模力约为36.8T优化方案352变形分析-产品总体变形-X轴方向优化方案31.红色虚线为水平参考线，通过产品设计变更，产品在X轴方向比较平直，较原来有很大的改善2.X轴方向弯曲量下 降到1.0mm以内，较原来优化率达300%53变形分析-产品总体变形-X轴方向优化方案3如上图所示，方优化方案3可实现控制导轨槽内缩0.02mm以内，保证抽屉滑动顺畅。54变形分析-产品总体变形-Y轴方向优化方案31.Y轴方向可实现比较较匀的收缩55变形分析-产品总体变形-Z轴方向优化方案31.通过预变形的处理，Z轴方向表现平直，消除了翘曲变形的问题。56原始设计和设计变更比较流道体
17、积进浇口压力锁模力X方向位移Z方向位移成型周期原始方案8.70cc102Mpa50T3.0mm-3.0mm1.8mm-0.8mm55S优化方案一3.90cc90Mpa65T1.0mm-1.0mm1.8mm-1mm-优化方案二10.70cc89Mpa87T1.0mm-1.0mm1.8mm-1mm-优化方案三(采用方案)4.76cc92Mpa67T1.0mm-1.0mm预变形处理后，Z轴方向平直25S1.通过分析对比，最终采用优化方案三2.对比于原始方案，流道体积减小近50%，X轴方向上的弯曲变形减小300%以上，成型周期时间减小55%，根据变形分析结果，产品Z轴方向预变形处理后，成型产品Z轴非常
18、平直。571.通过此项目的模流分析应用研究，使我们获得又一个很好的模流分析成功开发应用的经验，捶练了我司工程师的工程协作能力，进一步增强了工程师理论知识，提升分析和解决问题的能力。2.通过模流分析有效动用，获得一次试模成功，争取了宝贵的交货时间，保障了产品的上市时间，避免了延期交货所产生的严重问题，也为争取客户后续订单创造了基础。3.项目的开发成本极大的降低，通过模流分析应用，流道重量减小50%，减品重量减小22%，成型周期减小55%，X轴和Z轴的变形问题获得根本性解决。4.浇口数量共减少4个（一模两穴，边浇口） ，大大减少了人工去水口的工作量，节约了人力成本5.此项目Moldex3D 软件的
19、导入和成功应用，不但可节省了近半年的时间，节省修模改模所实质投入的十几万的费用，同时也大量减少了材料的使用，人力时间成本和注塑时间成本，实际所生产的综合交益难以估量。总结58请说明如何进行模拟分析验证 抽屉导轨材料的结晶及高收缩特性，产品结构厚度差异大，产品尺寸管控要求高等是导致项目开发难度大的几大因素，通过借助Moldex3D软件，我们获得了高度可信的参考数据，成功的说服客户更改产品的结构设计，并有效规避预变形设计的巨大风险。 在科盛科技东莞技术中心和深圳三为时代科技的帮助下，为我们建立了完善的模流分析应用体系和应用技术团队，每个项目根据需求，临时组织分析队员，队员包含：模具经理，模具设计1
20、-2人，工程项目1人，市场开发1人，注塑成型1人，模流分析1人。模具经理负责总指挥，起团队人员协同工作和指导工作流程决策的关键作用，各队员密切配合，共同完成项目的开发工作。 分析流程如下： 1.开项目分析动员会，全面梳理项目当前所遇到的问题，初步提出解决方案 2.临时成立分析团队，安排各人员的工作任务 3.进行模流分析验证工作，分析工作严格按照当前的模具状态和成型条件进行，并做分析结果 与现场试模的对照，确定验证分析的准确性。 4.进行优化方案的分析论证，通过模流分析，寻求最优化解决方案。 5.落实最终优化方案行动决策 6.试模论证，开总结会，安排后续行动。 由于我们有标准的工作协作流程、一对
21、一的项目技术团队、统一的指挥，分工明确，责任清淅，节奏协调，沟通高效，通过导入了模流分析软件和在供应商的协助下，我们的执行力和工作效率获得很大的提升。 验证模拟分析Moldex3D导入效益60目标改善产品外观品质，消除缩水痕改善产品严重的弯曲变形和翘曲变形缩短产品的成型周期，实现高效、稳定生产减小产品和流道重量，节约原材料使用，节约生产成本实际效益产品外观品质良好，缩水痕全部消除，外观无色差或其它不良问题流道体积减小46%(优化前;8.7cc/优化后4.76cc)产品体积减小22%（优化前;15.25cc/优化后11.96cc）产品Y轴方向弯曲变形减小300%产品Z轴方向翘曲变形减小100%产
22、品成型周期缩短30S （优化前;55S/优化后25S）产品稳定生产目标611.通过Moldex3D应用，实现了一次开模成功，不但大大节约改模修模所需要的资金，同时节约了大量的生产资源，节约了了宝贵的交货时间，2.原始的开模方案，前后花费半年时间， 改模8次，一套模仁报废，据我司的精算统计，改模成本投入已达16万之巨，还无法进行量产，如果能提前运用Moldex3D进行开模方案最优化方案确认，将可避免如此不利的局面，节省下大量的成本。3.通过Moldex3D应用，实现了产品和模具结构的最优化解决方案，实现产品减重22%（原产品重22g，现重16.8g）；流道系统减重50%(原流道重12.3g，现重6.7g)；成型周期减小55%（原成型周期55s,现成型周期25s）,产品X轴变形从原来单边3mm 减小到现在的1mm以内，Z轴变形从原来的2.8mm减小到现在的0.5mm以内，滑轨槽尺寸精度减小到0.02mm以内。4.通过Moldex3D应用，捶练了我司工程人员的能力，提高了我司的模具开发效率，由此带来的隐性效益难以估量。Moldex3D应用效益分析
