1、2018 Moldex3D中国区用户大会智能注塑 典范转移厦门建霖健康家居股份有限公司产品评审高级工程师刘福在压力泵压力组件-2288左右盖产品内螺纹真圆度改善分析与应用2报告大纲(参考项目)用户介绍l用户公司/单位介绍产品背景l产品/制程发展趋势l当前挑战/问题l预期达成目标产品l产品及模具开发流程与分工介绍l产品规格l材料l流道配置l冷却水路设计l成形条件模流分析应用过程l分析方法及过程l分析结果结论及未来应用l总结l未来应用及研究发展3公司介绍公司Logo厦门建霖健康家居股份有限公司建霖集团始创于1978年，是全球顶级的健康家居设计及制造商公司立足于健康家居产业，拥有强大的研发设计、生产
2、制造及客户服务能力；产品涵盖厨卫、净水、空气净化、暖通、照护系统等整套健康家居产品；产品销售深耕美国、遍布全球，与众多知名国际品牌建立了长期战略合作关系在表面处理技术、高分子复合材料进行磁控溅射镀项目、净水技术、水质检测、材料性能分析等技术项目上构建产学研合作通道，全面提升研究开发、技术创新等综合研发实力，提供给客户更大的价值产品背景5该产品当前的设计开发趋势该产品为压力泵组件中的功能核心部件；功能要求高。1）整组耐静压0.1-1Mpa，静置5分钟无漏水；2）整组耐动压0.05-0.6Mpa，测试5分钟无漏水；3）整组产品通过400Psi/60秒的瞬间爆破压测试，无任何失效；4）整组产品通过3
3、00Psi/30秒的静压测试，无任何失效。所以产品采用的材料为PP+30%GFPP+30%GF玻纤增强聚丙烯 玻纤含量30 %聚丙烯通过玻纤增强后，机械性能、耐蠕变性和尺寸稳定性得以提高。 PP+30%GF具有很好的耐低温性能和较高的冲击强度， PP+30%GF的耐热性、刚性更佳。由于产品的结构设计，与材料玻璃纤维的取向问题，会导致产品真圆度偏差过大，密封尺寸与螺纹连接强度不够，最终导致产品功能测试不合格产品背景6 螺纹与密封尺寸的真圆度超差达不到要求，理论要求0.4mm，实际达到2 mm 。螺纹的真圆度超差会导致产品的螺丝联接时，会局部接触得多，壁部接触不足，造成应力集中。在最终的爆破压测试
4、中产品爆炸失效。 密封尺寸的真圆度超差会导致产品与密封圈的接触不均，整周的压缩量不一致。在功能测试中会渗水漏气，无法进行其它测试。 尺寸的真圆度失真可以借由模具椭圆来补偿，但是内螺纹的真圆度失真却无法用模具椭圆来补偿，只剩下注塑工艺和浇口上的改善来决解挑战及解决方案7挑战及解决方案8 目标 改善产品真圆度到0.6mm， 减小产品的变形问题 减少修模与试模次数，提高修模质量 预期效益 Y轴方向变形量改善 70%;真圆度由原来的2mm改善到接近于0.6mm目标PART III: 产品介绍10产品及模具开发流程与分工介绍Part Design ReviewCAE SimulationTooling
5、design Review模具制做TN试模模具检讨CAE Simulation试产结案提交PPAP 模具修模 TN+1试模YESNOYESYESNOYESYESYESNOYESNO11产品 产品件名称:例如：压力桶左盖 产品尺寸 长： 167 mm 宽： 155mm 高： 95 mm 厚度： 6.5mm 网格模型 网格型态 BLM Solid Mesh 总网格数 385843 请提供实际产品的图片12材料分析13流道配置原始浇口配置14冷却水路设计范例：请展示产品的水路设计15成型条件 充填时间： 3sec 保压时间： 6sec 熔胶温度：230 C 模具温度： 55C16成型工艺17成型工艺
6、PART IV: 模流分析应用191.1、现有产品分析与结论对现有产品进行测量结论：产品上下，左右俩个方向的大小值在2.0mm左右产品图纸要求201.2、对产品真圆度做要因分析图由注塑工程师召开分析会议，邀请研发工程师、CAE工程师与评审高工组成专案小组进行头脑风暴影响真圆度材 料成型工艺模具问题产品结构纤维取向保压压力保压时间模具温度速度俩侧孔不对称浇口位置壁厚均衡浇口太小料温211.3、真圆度改善方向确认材 料成型工艺模具问题产品结构对主要问题进行筛选，确认改善方程纤维取向变更材料真圆度问题对策浇口位置壁厚均衡俩侧孔不对称在不对称的俩侧增加胶位，改变料流流动与位置。用CAE先行分析验证对策
7、变更位置根据变形与纤维取向做多个不同位置进行CAE模拟验证保压压力保压时间重新编写试模测划，与换料重新上模验证一次221.4、真圆度改善方向确认专案组对讨论的结果一致认为： 1，产品材料纤维配向对产品最终变形有着重要的影响 2，产品的整体结构与料流走向，最后收缩内应力也对产品最后变形起关键作用。 对策： 1，换材料，用不带纤维的材料打样出来分析出，纤维对变形的影响因子占比是多少（但是即使真圆度符合要求，因其强度不够也是不能够替代现有材料） 2，再次验证多种注塑工艺，尽可能找出既经济又合尺寸的工艺。 前俩项由注塑工程师，评审高工负责进行验证 3，利用CAE进行浇口位置模拟，找出最佳位置 4，利用
8、CAE技术进行模拟，改变产品结构胶位，寻找改善的办法 后俩项由CAE工程师与研发工程师，评审高工负责进行 232.1 原始设计分析结果（PA66+30%GF） 流动波前最后形成夹角分析：从以上二图可以发现，料流末端集中在一边，不平衡现象比较严重90%时料流末端流动波前位置242.1 原始设计分析结果利用现有的成熟的工艺在CAE软件中进行模拟翘曲分析，纤维配向得到原始数据，以便做为后续方安进行对比分析：从以上二图可以发现，纤维方向与最大变形位置呈现90度角最大变形位置3.2纤维取向方向位移3.1252.1 原始设计分析结果 运用Moldex3D软件进行真圆度分析，原始的真圆度值为2.174262
9、.2 首先:变更材料与变更浇口位置（改变为PA66）分析：从以上二图可以发现，料流末端集中在一边，不平衡现象比原始量更严重。说明浇口的影响是负向的90%时料流末端流动波前位置方案1浇口位置验证：纤维配向的重要性272.2 首先:变更材料与变更浇口位置（改变为PA66）分析：从以上二图与原始图形对比发现，纤维方向大致是相同的，最大变形位置则有一些改变。俩都的数值都有变小，说明加纤维造成的纤维配向对最终变形起着关键作用；浇口位置，与料流最后位置对产品变形的影响并不能排除最大变形位置与数值也变小1.2-1.3纤维取向值变得轻微0.5方案1验证：纤维配向的重要性282.2 变更材料与变更浇口位置（改变
10、为PA66） 运用Moldex3D软件进行真圆度分析，原始的真圆度值为2.117。与原始并没有太多改善。也不能明显区分纤维配向与浇口的影响各占比方案1验证：纤维配向的重要性292.3 变更材料产加筋条进行模拟（PA66+50%GF）分析：从以上两图与原始图形对比发现，料流有一些变化，有加筋条后，比较匀衡。说明产品加筋条也起到作用。90%时料流末端流动波前位置俩侧加胶，改材料方案2验证：纤维越多，取向变形越大302.3 变更材料与加筋条进行模拟（PA66+50%GF）分析：从以上2图与原始图形对比发现，纤维配向与最大变形位置基本一致。整体的真圆度变大。变形值2.9方案2验证：纤维越多，取向变形越
11、大纤维配向数值2.3312.4 产品加筋条进行模拟（PA66+30%GF） 位置A俩侧加胶分析：此方案与原始，方案二，进行比较，料流最后波前位置有了改变。90%时料流末端流动波前位置方案3验证：A处加胶，料流对变形的影响322.4 变更产品结构进行模拟 分析：从以上两图与方案2对比发现，纤维方向是相同的，最大变形位置与是一样的。整体的真圆度变得更大，方案3此位置的加胶造成的变形更大验证：A处加胶，料流对变形的影响332.5：产品加胶进行模拟 在位置B俩边加胶分析：从以上两图与方案三对比发现，流动波前俩都基本相同。90%时料流末端流动波前位置方案四验证：B处加胶，料流对变形的影响342.5产品加
12、胶进行模拟 分析：从以上两图与方案3对比发现，纤维方向是相同的，最大变形位置则变得有些不规律。整体的真圆度得到改善。说明B处加胶效果优于A处真圆度得到改善1.8方案4纤维配向1.9验证：B处加胶，料流对变形的影响352.6 变更流道位置1进行模拟 分析：从以上三图与原始图形对比发现，流动波前有了很大改善，锐角变成钝角。位置变更A90%时料流末端流动波前位置方案5验证：A处浇口，料流变化对变形的影响362.6 变更流道位置1进行模拟分析：从以上三图与原始图形对比发现，纤维方向出现了分化，在俩个位置出现最大。最大变形位置与原始是一样的。最后料流熔接也得到改善，整体的真圆度变小了，说明浇口位置导致料
13、流改变，从而对产品变形也产生影响，而且结果是向着好的方向改变。方案5配向新增一处，最大1.68变形变小1.8验证：A处浇口，料流变化对变形的影响372.6 变更流道位置1进行模拟 运用Moldex3D软件进行真圆度分析，改变浇口1的真圆度值为0.95方案5验证：A处浇口，料流变化对变形的影响382.7 变更流道位置2进行模拟 分析：料流的流动波前变得窄平，没有形成夹角最后料流更为均匀位置变更B方案六验证：B处浇口，料流变化对变形的影响392.7 变更流道位置2进行模拟分析：从以上两图与第一次浇口对比发现，纤维方向出现了更复杂的分化，在四个方向都出现了红色，最大的位置由下变改变到了下面。变形位移
14、整体更为均匀。整体的真圆度变得更小了，说明浇口位置改变对产品真圆度的改善非常大。四个方向位置都有出现，数值也最小0.9方案六整周比较均匀,数值也最小0.9验证：B处浇口，料流变化对变形的影响402.7变更流道位置2进行模拟 运用Moldex3D软件进行真圆度分析，改变浇口1的真圆度值为0.615。这个数值已以可以得到满足实际要求方案六验证：B处浇口，料流变化对变形的影响412.8 变更流道位置与加筋同时模拟 分析：流动波前的平窄与方案六还要好，说明了改浇口与加筋条俩都一起作用，使料流得在平衡改善。说明胶口的作用比加胶的效果大位置变更190%时料流末端流动波前位置方案七验证：查看B处浇口与A加筋
15、条的效果42最后：变更流道位置与加筋同时模拟 分析：从以上2图与方案六图形对比发现，纤维方向出现在上下俩侧，最大变形位置与纤维配向一致。整体的真圆度与方案六基本一样。方案七变形量在1.7验证：查看B处浇口与A加筋条的效果纤维配向1.843原始浇口改变后的真圆度数据对比原始修改1总位移总位移真圆度2.117真圆度2.174改料与改浇口并行44修改2总位移真圆度0.95修改3总位移真圆度0.651改浇口1原始浇口改变后的真圆度数据对比改浇口245结论：最终改模后，实际量测产品的数据最后方案6与方案7的效果是差不多的，从修模成本考虑。优先选用方案六“改变浇口位置B”来执行。PART V: 结论及未来
16、应用47结论 运用Moldex3D平台，进行CAE技术模拟的有效性是可靠的。 在本案中对浇口位置的改变，产品胶位的变化后进行虚拟的改模验证，反映出料流末端变化，变形，翘曲变动。与后来实际改模后，得出来的结果是非常接近。在实际运用过程中是有效的。48Moldex3D未来应用及研究发展 未来应用计划 借助Moldex3D平台，在产品预评估，产品预判方面起更大作用。 通过Moldex3D平台与同业专家的交流，以引进更多先进理念与先进技术。 借助Moldex3D的专业分析技术与经验，缩短产品开发时间，减少修模次数，提升产品品质 未来研究计划 纤维配向在复杂结构中的取向变异 浇口位置，产品结构对纤维取向的影响 纤维向如何影响螺纹
