塑料托盤注塑模具設計的關鍵技術
2021/12/4 14:07:31??????點擊：
1、 發展概況及應用背景
近20年用以，塑料行業發展迅速。早在七年后，塑料的年產量就超過了鋼鐵和有色金屬的年總產量。塑料托盤廣泛應用于汽車、機電、儀器儀表、航空航天等國家支柱產業以及與人民生活相關的各個領域。雖然塑料制品的成型方法很多，但主要的方法是注射成型。世界塑料成型模具產量的一半左右是注塑成型
隨著塑料制品復雜度和精度要求的提高以及生產周期的縮短，傳統的以經驗為主的模具設計方法已不能滿足市場的要求。在大型復雜和小型精密注塑模具方面，中國還需要從國外進口模具
2、關鍵技術和實用功能
1。將中心層模型替換為三維實體模型
傳統塑料托盤注塑模擬軟件之中基于產品的中心層模型。用戶首先將薄壁塑料制品抽象成近似的平面和表面，稱為中心層。在這些中心層之上生成二維平面三角形網格，使用這些二維平面三角形網格進行有限元計算，并在下方平面之上顯示最終分析結果。注塑產品模型大多采用三維實體模型。由于兩個模型間的不一致性，二次建模是不可避免的。然而，由于注塑制品形狀復雜多樣，很難從三維實體之中提取中心層，提取過程非常繁瑣和耗時。因此，設計人員對仿真軟件的困難感到恐懼，這已成為注射成型仿真軟件
HsCAE-3D廣泛應用的瓶頸，HsCAE-3D主要接受三維實體曲面模型的STL文件格式。目前主流的CADCAM系統，如UG、ProEngineer、CATIA、SolidWorks等，都能輸出高質量的STL格式文件。換句話說，用戶可以在任何商業化CADCAE系統的幫助下生成所需產品的三維幾何模型的STL格式文件。HsCAE 3D可以自動將STL文件轉換為有限元網格模型，通過曲面匹配和引入新的邊界條件，保證相應曲面的協調流動，實現基于三維實體模型的分析，并顯示三維分析結果，消除了中心層仿真技術中先抽象中心層再生成網格的復雜步驟，突破了仿真系統推廣應用的瓶頸，大大減輕了用戶建模負擔，降低了對用戶的技術要求，并將用戶的培訓時間從過去幾周縮短到幾個小時。圖1顯示了基于中心層模型和三維實體表面模型的流動分析和模擬的比較。
2.有限元、有限差分和體積控制方法的綜合應用
塑料托盤是薄壁制品。產品在厚度方向之上的尺寸遠小于其他兩個方向之上的尺寸，并且厚度方向之上的溫度等物理量變化非常大。如果采用簡單的有限元或有限差分法，分析時間會過長，無法滿足模具設計和制造的實際需要。我們在流動平面之上采用有限元法，在厚度方向之上采用有限差分法，分別建立和求解與流動平面和厚度方向尺寸相對應的網格。在保證計算精度的前提之下，計算速度滿足工程需要，采用控制體積法求解成形中的移動邊界問題。對于具有不同上下對應表面的產品，可將其劃分為體積的兩部分，并形成各自的控制方程。這兩個部分的協調可以通過連接處的插值和比較來保證
3。數值計算與人工智能技術的結合
注塑塑料托盤工藝參數的優化一直是模具設計人員關注的問題。傳統的CAE軟件雖然可以在計算機之上模擬特定工藝條件之下的注塑成型過程，但不能自動優化工藝參數。CAE軟件的用戶必須為多個CAE分析設置不同的工藝條件，并結合實際經驗對各種方案進行比較，以獲得更滿意的工藝方案。同時，在對零件進行CAE分析之后，系統將生成大量關于方案的信息&40；產品、工藝條件、分析結果等；，分析結果通常以各種數據字段的形式出現，這要求用戶具有分析和理解CAE分析結果的能力。因此，傳統的CAE軟件是一種被動的計算工具，不能為用戶提供直觀有效的工程結論。對軟件用戶的要求過高，影響了CAE系統在更大范圍之內的應用和推廣。針對上述不足，HsCAE 3D軟件在原有CAE系統精確計算功能的基礎之上，將知識工程技術引入到系統開發之中，利用人工智能的思維和推理能力，代替用戶完成對大量信息的分析和處理，并直接提供指導性的過程結論和建議，有效解決了CAE系統的復雜性與用戶需求的簡單性間的矛盾，縮短了CAE系統與用戶間的距離，將仿真軟件從傳統的“被動”計算工具提升到“主動”優化系統。HsCAE 3D系統主要將人工智能技術應用于初始工藝方案設計、CAE分析結果的解釋與評價、分析方案的改進與優化
近20年用以，塑料行業發展迅速。早在七年后，塑料的年產量就超過了鋼鐵和有色金屬的年總產量。塑料托盤廣泛應用于汽車、機電、儀器儀表、航空航天等國家支柱產業以及與人民生活相關的各個領域。雖然塑料制品的成型方法很多，但主要的方法是注射成型。世界塑料成型模具產量的一半左右是注塑成型
隨著塑料制品復雜度和精度要求的提高以及生產周期的縮短，傳統的以經驗為主的模具設計方法已不能滿足市場的要求。在大型復雜和小型精密注塑模具方面，中國還需要從國外進口模具
2、關鍵技術和實用功能
1。將中心層模型替換為三維實體模型
傳統塑料托盤注塑模擬軟件之中基于產品的中心層模型。用戶首先將薄壁塑料制品抽象成近似的平面和表面，稱為中心層。在這些中心層之上生成二維平面三角形網格，使用這些二維平面三角形網格進行有限元計算，并在下方平面之上顯示最終分析結果。注塑產品模型大多采用三維實體模型。由于兩個模型間的不一致性，二次建模是不可避免的。然而，由于注塑制品形狀復雜多樣，很難從三維實體之中提取中心層，提取過程非常繁瑣和耗時。因此，設計人員對仿真軟件的困難感到恐懼，這已成為注射成型仿真軟件
HsCAE-3D廣泛應用的瓶頸，HsCAE-3D主要接受三維實體曲面模型的STL文件格式。目前主流的CADCAM系統，如UG、ProEngineer、CATIA、SolidWorks等，都能輸出高質量的STL格式文件。換句話說，用戶可以在任何商業化CADCAE系統的幫助下生成所需產品的三維幾何模型的STL格式文件。HsCAE 3D可以自動將STL文件轉換為有限元網格模型，通過曲面匹配和引入新的邊界條件，保證相應曲面的協調流動，實現基于三維實體模型的分析，并顯示三維分析結果，消除了中心層仿真技術中先抽象中心層再生成網格的復雜步驟，突破了仿真系統推廣應用的瓶頸，大大減輕了用戶建模負擔，降低了對用戶的技術要求，并將用戶的培訓時間從過去幾周縮短到幾個小時。圖1顯示了基于中心層模型和三維實體表面模型的流動分析和模擬的比較。
2.有限元、有限差分和體積控制方法的綜合應用
塑料托盤是薄壁制品。產品在厚度方向之上的尺寸遠小于其他兩個方向之上的尺寸，并且厚度方向之上的溫度等物理量變化非常大。如果采用簡單的有限元或有限差分法，分析時間會過長，無法滿足模具設計和制造的實際需要。我們在流動平面之上采用有限元法，在厚度方向之上采用有限差分法，分別建立和求解與流動平面和厚度方向尺寸相對應的網格。在保證計算精度的前提之下，計算速度滿足工程需要，采用控制體積法求解成形中的移動邊界問題。對于具有不同上下對應表面的產品，可將其劃分為體積的兩部分，并形成各自的控制方程。這兩個部分的協調可以通過連接處的插值和比較來保證
3。數值計算與人工智能技術的結合
注塑塑料托盤工藝參數的優化一直是模具設計人員關注的問題。傳統的CAE軟件雖然可以在計算機之上模擬特定工藝條件之下的注塑成型過程，但不能自動優化工藝參數。CAE軟件的用戶必須為多個CAE分析設置不同的工藝條件，并結合實際經驗對各種方案進行比較，以獲得更滿意的工藝方案。同時，在對零件進行CAE分析之后，系統將生成大量關于方案的信息&40；產品、工藝條件、分析結果等；，分析結果通常以各種數據字段的形式出現，這要求用戶具有分析和理解CAE分析結果的能力。因此，傳統的CAE軟件是一種被動的計算工具，不能為用戶提供直觀有效的工程結論。對軟件用戶的要求過高，影響了CAE系統在更大范圍之內的應用和推廣。針對上述不足，HsCAE 3D軟件在原有CAE系統精確計算功能的基礎之上，將知識工程技術引入到系統開發之中，利用人工智能的思維和推理能力，代替用戶完成對大量信息的分析和處理，并直接提供指導性的過程結論和建議，有效解決了CAE系統的復雜性與用戶需求的簡單性間的矛盾，縮短了CAE系統與用戶間的距離，將仿真軟件從傳統的“被動”計算工具提升到“主動”優化系統。HsCAE 3D系統主要將人工智能技術應用于初始工藝方案設計、CAE分析結果的解釋與評價、分析方案的改進與優化
3、知識仿真系統之中使用的主要優化方法：
第一次模擬考試就是第一次模擬考試。4.圓筒圓筒系統一般采用產品和轉輪系統的三維流動和保壓綜合分析。產品為三角形單位。HSCAE 3D系統通過半解析方法解決了混合單元的集成問題。這樣，HSCAE 3D系統不僅可以分析單個模具的大型復雜產品，還可以分析小型多精度產品。該系統的應用范圍大大拓寬。目前，世界之上第一個先進的HSCAE三維系統模擬考試軟件，可以分析多腔的流動平衡問題。
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