D模型導(dǎo)出成Moldflow軟件能夠識別使用的IGS或STL格式。下面以IGS格式的陶瓷3D模型作為模具3D模型對Moldflow軟件的仿真過程進(jìn)行說明。
[0079]具體的，在UG繪圖軟件中導(dǎo)出模具3D模型可按照如下步驟進(jìn)行:
[0080]文件一導(dǎo)出一IGS —框選3D模型一確定。在此，我們稱導(dǎo)出IGS格式3D模型的過程為前處理過程，作為優(yōu)化設(shè)計的第一步。
[0081]完成前處理過程后，進(jìn)行模型的導(dǎo)入過程，把需要分析的陶瓷3D模型，也即前面所說的模具3D模型IGS格式文件導(dǎo)入到Moldflow軟件中，該步驟作為本發(fā)明實施例的優(yōu)化設(shè)計方法的第二步。
[0082]具體的導(dǎo)入過程可在Moldf low軟件的初始打開界面按照如下步驟進(jìn)行:
[0083]導(dǎo)入一選擇UG轉(zhuǎn)換過的IGS格式模具3D模型文件一確定。
[0084]導(dǎo)入完成后，繼續(xù)執(zhí)行Moldflow軟件仿真過程的第三步:劃分網(wǎng)格。對導(dǎo)入的模具3D模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
[0085]劃分網(wǎng)格的目的是:利用假想的線(或面)將連續(xù)介質(zhì)的內(nèi)部和邊界分割成有限大小的，有限數(shù)目的，離散的單元，把原來一個連續(xù)的整體簡化成有限個單元的體系，從而得到真實的近似模型，最終的數(shù)值計算就是在這個離散化的模型上進(jìn)行。在Moldflow中，有限元的形態(tài)為三角形，模型的表面特征便由平面三角形拼接逼近而成，形態(tài)為網(wǎng)狀，因此，各平面三角形又稱網(wǎng)格。Moldflow擁有強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能，可以根據(jù)用戶定義的三角形邊長值自動劃分出網(wǎng)格。
[0086]且Moldflow提供3種網(wǎng)格類型:
[0087]1.中性面網(wǎng)格:由于分析精度低一般不使用。
[0088]2.雙層網(wǎng)格:適用于薄壁殼體且壁厚比較均勻的零件。
[0089]3.實體網(wǎng)格:適用于所有產(chǎn)品，但計算時間較長。
[0090]在本發(fā)明的陶瓷注塑模具優(yōu)化設(shè)計方法中，陶瓷產(chǎn)品壁厚為1.2mm比較薄而且壁厚比較均勻，所以使用雙層面網(wǎng)格進(jìn)行劃分更合適。
[0091]具體的網(wǎng)格劃分可按照如下步驟進(jìn)行:使用“生成網(wǎng)格”劃分網(wǎng)格(點(diǎn)擊Moldflow軟件界面中工具欄中的“生成網(wǎng)格”按鈕)，在彈出的“全局網(wǎng)格邊長”對話欄中輸入希望的網(wǎng)格大小。
[0092]需要說明的是，Moldflow軟件會推薦一個網(wǎng)格大小，有些具有較高的參考價值，但是有些也不適用。為保證基本分析精度，網(wǎng)格邊長一般為最小壁厚的1.5?2倍，網(wǎng)格設(shè)定可以再小，精度會相應(yīng)提尚，但計算時間將大大提尚。本實施例中，對t旲具3D t旲型進(jìn)彳丁網(wǎng)格劃分時，“全局網(wǎng)格邊長”設(shè)置為3，設(shè)置完成后選擇模具3D模型，并點(diǎn)擊“立即劃分網(wǎng)格”按鈕，Moldflow軟件將自動進(jìn)行劃分網(wǎng)格，并完成對模型的網(wǎng)格劃分，如圖2所示，其中01和02代表陶瓷注塑模具中兩個不同的型腔。圖2中沒有示意出兩個型腔之間的連接關(guān)系。
[0093]另外，Moldflow軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分完成后，需要進(jìn)行網(wǎng)格統(tǒng)計。具體的，可點(diǎn)擊軟件工具欄中的“網(wǎng)格統(tǒng)計”按鈕進(jìn)行網(wǎng)格統(tǒng)計工作。劃分成的網(wǎng)格必須滿足以下原則:聯(lián)通區(qū)域每一個產(chǎn)品只能有1個，自由邊和非交疊邊，非定向的單元，交叉單元，完全重疊單元均為0個；縱橫比一般最大值應(yīng)控制在6?20之間；網(wǎng)格匹配率應(yīng)大于85%。對本實施例劃分的網(wǎng)格進(jìn)行統(tǒng)計后，統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示，共包括了兩個連通區(qū)域(對應(yīng)兩個圖形)，縱橫比最大值為11.5，自由辯及多重邊均為0。匹配百分比為95.6%。由圖3可知，本實施例網(wǎng)格的劃分各項指標(biāo)均能滿足要求。
[0094]完成步驟三的網(wǎng)格劃分工作后，本實施例中繼續(xù)進(jìn)行第四步，創(chuàng)建注塑流道系統(tǒng)。
[0095]注塑流道是指注塑機(jī)系統(tǒng)中陶瓷熔料在型腔內(nèi)流動的路徑，熔融料從注塑機(jī)射嘴到型腔的必經(jīng)通道。通常，注塑流道由主注塑流道、從注塑流道，以及澆口組成。
[0096]其中，主注塑流道是熔融料進(jìn)入模具后最先流經(jīng)的部分。從流道是主注塑流道及澆口間的過渡區(qū)域，能使熔融料(陶瓷材料)的流向獲得平緩轉(zhuǎn)換，對于多型腔模具具有均勻分配熔融料到各型腔的功能。而澆口也成為進(jìn)料口，是從注塑流道和各型腔之間的通道。
[0097]本實施例中，注塑流道的創(chuàng)建過程具體可分為以下幾個步驟:
[0098]1)先創(chuàng)建澆口、從注塑流道和主注塑流道曲線。且這些曲線可以由Moldflow軟件創(chuàng)建，也可以利用UG軟件創(chuàng)建，利用UG繪圖軟件創(chuàng)建好曲線后轉(zhuǎn)換為IGS格式再導(dǎo)入到Moldflow軟件中。構(gòu)建流道曲線后如圖4所示。
[0099]2)流道曲線創(chuàng)建完成后，在Moldflow軟件中選擇曲線，并點(diǎn)擊右鍵選擇“屬性”將曲線屬性定義為流道屬性。并且需要進(jìn)一步在流道屬性對話框中設(shè)置各段流道的尺寸。一般流道的直徑為模具3D模型壁厚的2?3倍，也可以根據(jù)實際經(jīng)驗而定。本實施例中，如圖5所示，設(shè)置主注塑流道為椎體結(jié)構(gòu)，始端直徑設(shè)置為3mm，末端直徑設(shè)置有5mm。同時對兩個從注塑流道設(shè)置不同的直徑，從注塑流道設(shè)置為4mm，從注塑流道2設(shè)置為3.5mm。并設(shè)置澆口寬度為2mm，高度為lmm0
[0100]其中，對于主注塑流道結(jié)構(gòu)樣式，可從Moldflow軟件提供的結(jié)構(gòu)類型中進(jìn)行選擇。在且本實施例中，對設(shè)置完成后的注塑流道也進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分的方法與前述的對模具3D模型的網(wǎng)格劃分方法相同。
[0101]本實施例中對模具對應(yīng)陶瓷產(chǎn)品的注塑過程的仿真，實際上是一種“填充”是否平衡的分析。因此，完成注塑流道的設(shè)計之后，繼續(xù)執(zhí)行步驟五設(shè)置分析類型。當(dāng)然，這一步驟中會選擇“填充”這一分析類型。具體的分析類型選擇步驟如下；
[0102]分析一填充一確定。這是一個Moldflow軟件中按鈕選擇的步驟。
[0103]確定好分析類型后，步驟六中進(jìn)行填充材料的選擇。但是由于仿真使用的Moldflow軟件中沒有陶瓷材料，因此，本實施例中選擇使用塑料材料“ABS”代替。
[0104]這是因為，在注射填充階段熔體從注塑流道分流到兩個型腔，當(dāng)熔體到達(dá)兩個型腔的末端，模具型腔即完成了填充；本次分析的目的是比較陶瓷熔體注射到模具型腔后是否同時到達(dá)兩個型腔的末端，也就是流動是否平衡。
[0105]由于一模兩腔的模具兩個型腔在同一套模具，在注射的過程中兩個型腔所流入的是相同的熔體材料。所以相同的材料和參數(shù)以及相同的主注塑流道；經(jīng)過從注塑流道轉(zhuǎn)換流入兩個不同的型腔，從而達(dá)到分析兩個型腔填充是否平衡的目的。
[0106]具體的在Moldflow軟件中進(jìn)行材料選擇按照以下步驟進(jìn)行:
[0107]選擇“材料一選擇ABS —確定”。其中，“材料”按鈕也是在Moldflow軟件的工具欄中選擇。
[0108]選擇好材料之后，還要執(zhí)行第七步，選擇材料開始注入的位置。具體的，按照如下步驟:
[0109]注射位置一選擇主注塑流道始端一確定。
[0110]可見，選擇位置時要首先找到Moldflow軟件中的注射位置按鈕，并選擇主注塑流道的始端，則確定了主注塑流道的始端為最終的注射位置，即仿真用的ABS材料開始流入的地方。
[0111]接下來，步驟八中就是設(shè)置注射工藝參數(shù)。本實施例中按照如下步驟設(shè)置:
[0112]工藝設(shè)置一數(shù)據(jù)由Moldflow自動控制(即默認(rèn)設(shè)置)一確定。
[0113]設(shè)置好工藝參數(shù)之后，就可以開始進(jìn)行仿真分析。
[0114]點(diǎn)擊軟件界面中的開始分析按鈕，軟件就會進(jìn)入仿真程序了。
[0115]本發(fā)明實施例進(jìn)行仿真后查看結(jié)果是以時間為主要參考依據(jù)進(jìn)行查看的。首先將Moldflow軟件中的“填充時間”勾選，再點(diǎn)擊結(jié)果，再選擇通過動畫播放界面查看熔體在型腔里的填充過程。
[0116]圖6—圖9為四個不同時刻兩個型腔的填充情況。其中，圖6為填充開始后，0.4102秒型腔內(nèi)的填充情況，可以看出，注塑材料在這一時刻幾乎同時到達(dá)澆口的位置。圖7和圖8分別為0.5978秒和0.8557秒兩個型腔的填充情況。而圖9為1.02秒兩個型腔內(nèi)的填充情況。從圖9可以看出，這一時刻右側(cè)的型腔已經(jīng)完成了注塑，但是左側(cè)型腔大約還有10%未填充滿。很明顯，這兩個型腔填充是很不平衡的。
[0117]而且可以根據(jù)左側(cè)型腔未完成注塑的體積預(yù)測假設(shè)在右側(cè)型腔也沒有注塑完成的情況下左側(cè)型腔完成注塑一共需要的時間。當(dāng)然右側(cè)型腔完成注塑的時間可根據(jù)動畫播放界面的查看準(zhǔn)確確定。這樣，確定了兩個型腔各自完成注塑所需要的時間后，則可以計