计算机模拟技术在高分子材料注塑成型中的应用

杨晓云

（太原学院，山西 太原 030032）

传统塑料制品注射成型工艺参数的调整主要是通过对试模生产的塑件质量进行评价来实现，调试过程缓慢，效率低且成本高［1-2］。利用计算机模拟软件对注塑成型工艺参数进行优化，可减少材料损耗，且灵活性大，调整效率高［3-5］。利用计算机有限元仿真软件进行仿真实验，通过仿真结果进行工艺参数的优化，并将获得的最优工艺参数在注塑机上进行验证［6］；利用计算机辅助工程分析软件分析影响注塑制品质量的工艺参数，并采用Moldflow软件优化工艺参数，可降低模具调试成本，缩短调试工艺参数时间［7-9］。本工作利用Moldflow仿真分析软件的AMI功能模块，对注塑成型工艺参数进行分析，并结合正交试验实现对注塑成型工艺参数的优化，以满足对注塑制品的高质量要求。

1 注塑成型模具设计

1.1 塑件结构分析

图1为塑件结构模型，该塑件为一薄壁盒体，塑件厚度1 mm，盒体内部有一个直径3 mm的圆形突起，材料为日本普瑞美公司的高密度聚乙烯（HDPE）Hi-Zex5202B。推荐的注塑工艺参数为：模具温度10～60 ℃，熔体温度200～280 ℃，最高熔体温度300 ℃，顶出温度95 ℃，最大剪切应力0.2 MPa，剪切速度4 m/s。

图1 塑件结构示意Fig.1 Structure of plastic parts

注塑过程中，为便于型腔气体排出，减少熔接痕的产生，采用双侧双型腔结构形式。主流通道设计为圆锥形，在主流道与喷嘴对接处设计半径为5 mm、深度3 mm的球面凸坑，主流通道小端直径3 mm，锥角3°，高52 mm。分流通道采用半圆截面，分流道长度25 mm，半圆分流道半径取1 mm，如图2所示。分流通道体积流量5.89 cm3/s，剪切速率2.56 m/s。……