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[研讨会论文] CAE模流分析技术在笔记本电脑外壳件浇口设计之探讨

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发表于 2011-8-16 15:08:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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概述
CAE 模流分析技术在笔记本电脑外壳件浇口设计之探讨
The Investigation of CAE Mold Flow Analysis in the Design of Notebook PC Cover Gate
李华
Rita Li
科盛科技股份有限公司
CoreTech System Co.,Ltd.
摘 要
创新与快速生产,是现今全球化电子产品市场上不变的法则。射出成型技术可以提供快速便捷的技术。 对射出成型的塑料产品而言,其模具的优劣,关键地决定整个产品开发过程之效率。透过 Moldex3D 模流分 析的的应用,本研究探讨不同浇口设计对笔记本计算机外壳件成型的影响,进而找出最佳的成型参数。

关键词:电子产品、模流分析、浇口设计。


Abstract
Innovation with speedy manufacture is of invariance in nowadays global marketplace of electronic products. The injection molding technique is rapid of yield equipment with convention. For injection molding products of polymer materials, quality of the mold crucially determines efficiency of a whole product develOPMent process. Through the Moldex3D mold-flow  software,  this  paper  reports  how  the  cover  of  notebook PC  is  influenced by  different gate-designs. The ultimate goal, is to optimize the parameters of the molding design, according to from simulation results.

Keyword: Electronics products, mold-flow analysis, gate design.


 楼主| 发表于 2011-8-16 15:09:46 | 显示全部楼层
前言

近几年笔记本电脑产业市场的快速蓬勃 发展,相对的照成同业间激烈竞争,如何 使产品快速进入市场,如何降低生产的不 良率,是企业的竞争力所在。笔记本电脑 的外壳一般采用塑料或者镁铝合金,但由 于塑料材料具有质量轻、成型容易、耐腐 蚀性喝绝缘性能好等特性,是笔记本电脑 外壳件的最主要的材料。一般壳件对外观 要就比较高,在后处理上一般采用表面喷 漆、模内装饰 IMD(In-Mold Decoration ) 等制程。近年来也使用 RHCM (Rapid Heat Cycle Molding) 制程来提升表面质量。因 此,浇口的设计对笔记本壳件的外观也有 重要的影响。
 楼主| 发表于 2011-8-16 15:11:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 ACMT 于 2011-8-16 15:45 编辑

案例简介
本文所使用的开发案例为笔记本电脑外 壳 A 件,如图一所示,产品尺寸长约357mm,宽约 256mm,高约 8.5mm,主 要厚度为 1~1.5mm,如图二所示。A 件的 进浇方式一般有以下几种:一是 4 个 Pin Gate 直接进浇方式,如图三所示;二是用 Fan Gate 侧边进浇,如图四所示;三是用 Fan Gate 从产品中间进浇,如图五所示。 用 4 个 Pin Gate 直接进浇方式,在产品上 会有较明显的结合线产生,不利于后处 理;用 Fan Gate 侧边进浇,较容易出现产 品上下侧尺寸不一的问题        所以 Fan Gate 从产品中间进浇最为常见。本文就正 对 Fan Gate 尺寸大小、形状变化做一个探 讨。

  
图一 笔记本电脑外壳 A 件 

162940ynxx0dqi7pybinqk.png 162814ibztx2ptrcpc2780.png   
图二 产品尺寸                                            图三 4 点 Pin Gate 直接进浇方式

162835aawo1mwh4phf01ho.png 162840qecqqi1kf1ee2uer.jpg
图四 Fan Gate 侧边进浇                              图五 Fan Gate 中间进浇




 楼主| 发表于 2011-8-16 15:28:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 ACMT 于 2011-8-16 15:44 编辑

分析结果
原始设计的 Fan Gate 为长度 100mm 进 交口宽度为 0.83mm,中间区域带有突 台得设计。图六为针对 Fan Gate 长度
不同,分别采用 100mm、90mm、80mm 来分析;图七为针对 Fan Gate 的进交 口厚度不同,分别采用 0.83mm 、
0.7mm、1mm 三种不同的厚度来进 浇;图八是针对不同形状的浇口设 计,a  为浇口的地方有突台,b 为去掉 突台,c 为中间区域淘肉 1mm。针对 以上的 Fan Gate 设计,用 Moldex3d 进 行分析验证。 图九是原始设计与六组设计变更流动 波前 70%的情况,可以看出 L1 的方向 先充填完毕,提前进入保压阶段,图 十是流动波前 90%的情况,由图片可 知,以上几组设计变更对塑料流动行 为上没有很大的不同。从图十一可是 看到几组设计中心温度的差异。该件 中间厚度较厚,中心温度比周围高, 不同的浇口设计,对中心温度会有不 同的影响,主要是剪切生热、摩擦生 热导致的。设计变更 2 由于交口长度 较小,剪切生热现象比较严重;设计 变更 4,由于浇口厚度大,所以剪切生 热较小;设计变更 6,由于浇口厚度减 薄,故对整体的中心温度有较大的影 响。不同的温度分布,对保压压力的 路径有影响、也是影响翘曲变形的一 个重要因素。图十二是不同设计的翘 曲变形情况,由表一可以看到设计变 更 1 的翘曲变形量最优。
162845ppddxpg1du9s1u19.jpg
图六 浇口长度不同


162853yydqmukzc6mma8zm.jpg
图七 浇口厚度不同


16285695xh04k6l60he495.jpg
图八 浇口形状不同


16291899ltu1m89118ak98.png   1629337a9fgt17725ku1z1.png
图九 流动波前 70%          图十 流动波前 90%


1629053fczwu4we34bz51w.png   162911pqd2e7pcpqecc32d.png

图十一 中心温度差异           图十二 翘曲变形

163541l7h72obh7c17of11.png
表一





 楼主| 发表于 2011-8-16 15:29:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 ACMT 于 2011-8-16 15:45 编辑

结论与探讨
本案分析采用 CAE 参数设定来分析,翘 曲数值跟实际案例有较大差别,在实际成 型中,可通过成型条件修改,冷却水路调 整,模具温度,料温等进行试模得到较小 的翘曲值。本案数值只表示在同一理想状 态下,不同的浇口对翘曲值的大小比较, 以找到好的设计方案。

当然我们也可以从产品的结构来进行改
善产品的流动平衡问题。比如添加 Flow Leader 设计,在 L1 区域局部加上些许厚 度,可降低 L1 与 L2 各自抵达末端所需时 间差,也可使产品内部压力分部更为均 匀,如图十三。且 Flow Leader 的应用, 还有利于保压压力的传递,使产品质量更 优。
利用 Moldex3D 软件仿真塑料的成型过 程,事先预知产品会有哪些成型问题,并 探讨问题以进行产品的设计变更,也能经 由 Moldex3D 分析流道、水路、温度、应 力、压力等对塑料产品射出成型的影响因 素,得到最佳的模具设计方案。

 
图十三 Flow Leader 应用
 楼主| 发表于 2011-8-16 15:31:31 | 显示全部楼层
参考文献
[1] 张荣语,射出成型书(Ⅰ),高立图书 出版,1998。
[2] 张荣语,射出成型书(Ⅱ),高立图书 出版,1998。
[3] 张荣语,射出成型书(Ⅲ),高立图书 出版,1998。
[4] 科盛科技股份有限公司,CAE 模流分 析技术入门与应用,全华图书出版,2002. [5] 科盛科技股份有限公司,CAE 实战应 用与问题剖析,科盛科技股份有限公司暨 台湾清华大学化工系 CAE 研究室,2009。

 楼主| 发表于 2011-8-16 15:50:23 | 显示全部楼层
论文下载:
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发表于 2011-8-30 16:47:15 | 显示全部楼层
test test test
发表于 2011-9-2 10:25:12 | 显示全部楼层
怎么都要回复(⊙o⊙)…
发表于 2011-9-2 14:01:18 | 显示全部楼层
顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶
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