注塑模具的关键技术

逆水行舟

一、注塑模具工业发展概况和应用背景

塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。

二、关键技术和实用功能
1．用三维实体模型取代中心层模型

传统的注塑成形仿真软件基于制品的中心层模型。用户首先要将薄壁塑料模具设计制品抽象成近似的平面和曲面，这些面被称为中心层。在这些中心层上生成二维平面三角网格，利用这些二维平面三角网格进行有限元计算，并将最终的分析结果在中面上显示。而注塑模具产品模型多采用三维实体模型，由于两者模型的不一致，二次建模不可避免。但由于塑胶产品的形状复杂多样、千变万化，从三维实体中抽象出中心层面是一件十分困难的工作，提取过程非常繁琐费时，因此设计人员对仿真软件有畏难情绪，这已成为注塑成形仿真软件推广应用的瓶颈。

2．有限元、有限差分、控制体积方法的综合运用

懂塑胶模具知识的知道注塑的模具制品都是薄壁制品，制品厚度方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，温度等物理量在厚度方向的变化又非常大，若采用单纯的有限元或有限差分方法势必造成分析时间过长，无法满足模具设计与制造的实际需要。我们在流动平面采用有限元法，厚度方向采用有限差分法，分别建立与流动平面和厚度方向尺寸相适应的网格并进行耦合求解，在保证计算精度的前提下使得计算速度满足工程的需要，并采用控制体积法解决了成形中的移动边界问题。

gd1343

总之模具设计分析变得越来越简单，但产品精度会越来越好，许多很专业的事情，变成了软件开发工程师的事了！