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      塑料托盤中注塑模具設計的要害技能

      時間:[2017-03-23]

      一、開展概略和使用布景

      塑料工業近20年來開展非常敏捷,早在7年前塑料的年產量按體積核算曾經超越鋼鐵和有色金屬年產量的總和,塑料成品在汽車、機電、儀表、航天航空等國度支柱財產及與人民日常生涯

      相關的各個范疇中獲得了普遍的使用。塑料成品成形的辦法固然良多,但最首要的辦法是注塑成形,世界塑料成形模具產量中約折半以上是注塑模具。

      跟著塑料成品復雜水平和精度要求的進步以及出產周期的縮短,首要依托經歷的傳統模具設計辦法已不克不及順應市場的要求,在大型復雜和小型精細打針模具方面我國還需求從國外進

      口模具。

      二、要害技能和適用功用

      1.用三維實體模子替代中間層模子

      傳統的注塑成形仿真軟件基于成品的中間層模子。用戶起首要將薄壁塑料成品抽象成近似的平面和曲面,這些面被稱為中間層。在這些中間層上生成二維平面三角網格,應用這些二維平

      面三角網格進行有限元核算,并將最終的剖析后果在中面上顯示。而注塑產物模子多采用三維實體模子,因為兩者模子的紛歧致,二次建模不成防止。但因為注塑產物的外形復雜多樣、千變

      萬化,從三維實體中抽象出中間層面是一件好不容易的任務,提取進程十分繁瑣費時,因而設計人員對仿真軟件有畏難心情,這已成為注塑成形仿真軟件推行使用的瓶頸。

      HSCAE 3D首要是承受三維實體/外表模子的STL文件花樣。目前主流的CAD/CAM系統,如UG、Pro/ENGINEER、CATIA和SolidWorks等,均可輸出質量較高的STL花樣文件。這就是說,用戶可借

      助任何商品化的CAD/CAE系統生成所需成品的三維幾何模子的STL花樣文件,HSCAE 3D可以主動將該STL文件轉化為有限元網格模子,經過外表配對和引入新的鴻溝前提包管對應外表的協調活動

      ,完成基于三維實體模子的剖析,并顯示三維剖析后果,免除了中間層模仿技能中先抽象出中間層,再生成網格這一復雜步調,打破了仿真系統推行使用的瓶頸,大大減輕了用戶建模的擔負

      ,降低了對用戶的技能要求,對用戶的培訓工夫也由曩昔的數周縮短為幾小時。圖1為基于中間層模子和基于三維實體/外表模子活動剖析模仿狀況比照圖。

      2.有限元、有限差分、節制體積辦法的綜合運用

      注塑成品都是薄壁成品,成品厚度偏向的尺寸遠小于其他兩個偏向的尺寸,溫度等物理量在厚度偏向的轉變又十分大,若采用純真的有限元或有限差分辦法勢必形成剖析工夫過長,無法

      知足模具設計與制造的實踐需求。我們在活動平面采用有限元法,厚度偏向采用有限差分法,辨別樹立與活動平面和厚度偏向尺寸相順應的網格并進行耦合求解,在包管核算精度的前提下使

      得核算速度知足工程的需求,并采用節制體積法處理了成形中的挪動鴻溝問題。關于表里對應外表存在差別的成品,可劃分為兩局部體積,并各自構成節制方程,經過在交代處進行插值比照

      包管這兩局部的協調。

      3.數值核算與人工智能技能的連系

      優選注塑成形工藝參數不斷是廣闊模具設計人員存眷的問題,傳統的CAE軟件固然可以在核算機上仿真出指定工藝前提下的注塑成形狀況,但無法主動對工藝參數進行優化。CAE軟件運用

      人員必需設置分歧的工藝前提進行屢次CAE剖析,并連系實踐經歷在各方案之間進行比擬,才干得出較稱心的工藝方案。還,在對零件進行CAE剖析后,系統會發生有關該方案的很多信息(成品

      、工藝前提、剖析后果等),個中剖析后果往往以各類數據場的方式呈現,要求用戶必需具有剖析和了解CAE剖析后果的才能,所以傳統的CAE軟件是一種被動式的核算東西,無法供應給用戶直

      觀、有用的工程化結論,對軟件運用者的要求過高,影響了CAE系統在更大局限內的使用和普及。針對以上缺乏,HSCAE 3D軟件在原有CAE系統精確的核算功用根底上,把常識工程技能引入系

      統的開拓中,應用人工智能所具有的思想和推理才能,替代用戶完成很多信息的剖析和處置任務,直接供應具有指點意義的工藝結論和建議,有用處理了CAE系統的復雜性與用戶運用要求的簡

      略性之間的矛盾,縮短了CAE系統與用戶之間的間隔,將仿真軟件由傳統的“被動式”核算東西提拔為“自動式”優化系統。HSCAE 3D系統首要將人工智能技能使用于初始工藝方案設計、CAE

      剖析后果的分析和評價、剖析方案的改良與優化3個方面。

      三、在基于常識的仿真系統中首要采用的優化辦法:

      (1) 基于實例推理的優化。首要使用于具有離散取值空間的成形工藝初始設計。成品外形和澆注系統構造采用編碼方法,而尺寸信息采用特征參數描繪。在對以往成功工藝設計的搜集和

      抽象的根底上,樹立以框架方式描繪的實例庫索引和檢索機制。

      (2) 基于人工神經收集的優化。對工藝設計中如打針工夫、打針溫度如許具有延續取值空間的參數,采用基于人工神經收集的辦法來優化。應用優化目的函數并在必然的優化戰略下,獲

      得優化系統確認的最優參數。

      (3) 基于規矩推理的優化。首要用于對剖析后果的分析和評價。本系統所樹立的專家系統規矩庫是以注塑模范疇的專家常識為根底的,涵蓋了有關短射、活動均衡、熔體降解、溫差節制

      、保壓工夫、答應剪切應力、剪切速度、鎖模力等方面的常識,在對核算后果進行剖析和提煉的根底上,驅動專家系統進行推理,對成形方案進行剖析評價,并給出詳細的優化改良建議。

      4.成品與流道系統的三維活動保壓集成剖析

      流道系一致般采用圓柱體單位,而成品采用的是三角形單位,HSCAE 3D系統采用半解析法處理夾雜單位的集成求解問題,如許,HSCAE 3D系統不只能剖析一模一腔大型復雜的成品,并且可以剖析一模多腔小型精細成品,大大拓寬了系統的運用局限。當前HSCAE 3D系統是世界上進步前輩的可以剖析一模多腔活動均衡問題的三維仿真軟件。

      5.塑料成品熔合紋猜測的高效算法

      熔合紋對成品的強度、外觀等有主要影響,精確猜測熔合紋地位是仿真軟件的難題。HSCAE 3D系統經過節點特征模子辦法大大進步了熔合紋猜測的精確性和效率,其精確度到達國際同類產物的進步前輩程度。并應用神經收集辦法對熔合紋的影響水平作出定性評價,為用戶對成形質量的評價供應了直接的判別根據。


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