基于MoldFlow对注射压力的研究

赵鑫星，李士明

（精诚工科汽车系统有限公司模具技术分公司，河北保定071000）

1 引言

汽车前照灯既是汽车重要功能组件，又是重要外观面。如图1所示，前照灯由前灯灯罩、饰框、灯壳、电气元件等组成。本文以前灯灯罩为例，应用流变理论及MoldFlow软件实现注射压力准确预估。前灯灯罩一般采用PC材料，浇注系统多采用热转冷的形式，定模侧单点进胶，如图2所示。

图1 前照灯组成

图2 前灯灯罩浇注系统

2 注射压力理论推导及MoldFlow验证

2.1 流动模型

塑胶材料是典型的非牛顿流体，即流体的剪切应力与剪切速率呈非线性曲线关系。本文以牛顿狭缝线性粘性流动模型定性推导影响注射压力的关键因子[1]。

模型假设：流体在长l，高度h和宽度w的狭缝中流动，流动方式为稳定的简单剪切流动，如图3所示。在w/h＞20的条件下，忽略侧向的黏性和壁面阻力。

图3 狭缝流动模型

狭缝中薄片微单元，受到驱动力△Pw2y，上下面流动阻力τxy2lw，二者平衡即可得到：

式中 ΔP——压力降，即注射压力

μ——材料黏度

l——流动长度

w——塑件宽度

h——塑件壁厚

qv——体积流量，qv=vwh，v——注射速度

由以上流动模型可知注射压力的影响因子：材料黏度μ、注射速度v、流动长度l、塑件壁厚h。

2.2 材料粘度（MoldFlow验证）

材料黏度是对聚合物在外加压力下流动能力的衡量，其受聚合物结构、温度、剪切、压力因素影响，前灯灯罩材料固定PC，因此材料、剪切、压力不做考虑，只分析模具温度及熔体温度对注射压力的影响。

验证对象1（small）：尺寸：100×50×30mm，壁厚：2.0mm，体积：21.6cm3。

验证对象2（big）：尺寸：520×190×100mm，壁厚2.5/2.8mm，体积577.5cm3。

选用材料：Makrolon AL2447。

验证条件：前灯灯罩推荐模温80℃~120℃，料温280℃~320℃，采用单一变量原则，以5℃为间隔进行注射压力测定。……