CAE技术在注射模冷却系统中的应用（一）

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前言
在注塑成型中，模具温度直接影响到塑件的质量(例如：翘曲变形、收缩率、耐应力开裂性)、熔体的充模能力、熔体的温度以及注塑成型的生产率。通过温度调节，保持适当的模具温度，可减小制品的变形、增强制品力学性能、改善制品的表面质量、提高制品尺寸精度；同时，缩短占整个注射循环周期约80％的冷却时间，这将有利于提高注塑成型的生产率。因此，分析并优化设计注塑成型模具的冷却系统，在一定程度上有利于塑件质量的提高和生产成本的降低。

1 影响冷却系统的因素
影响注塑模冷却系统的因素很多。如塑件的结构形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速，冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料，熔体温度，塑件要求的顶出温度，模具温度，塑件和模具问的热循环交互作用，冷却时间等。例如，提高模具温度会增加制件的冷却时间、增大制件收缩率和脱模后的翘曲，制件成型周期也会因为冷却时间的增加而延长，降低生产率；另一方面，降低模具温度，虽然能够缩短冷却时间、提高生产率，但是，这将会降低熔体在模腔内的流动能力，并导致制件产生较大的内应力或者形成明显的熔接线痕等制件缺陷。冷却时间的长短决定了制件脱模时的温度和成型周期的长短，直接影响产品成本及质量的高低。
基于以上多方面因素的分析，并考虑MPI/Cool提供了对冷却管道(包括隔板管、喷流管、连接软管)、镶块、多种模具材料、冷流道和热流道、分型面及模具边界对模具和制品温度的冷却模拟分析的功能，这些都为优化设计冷却系统提供了可靠的依据。

2 注塑模的冷却分析
2.1模型的建立及成型工艺参数的预置
碗橱上盖大小为500mmX480mmX250mm，整个产品的厚度均为3mm。
首先应用PROE获得碗橱上盖产品的三维模型，并以*.stl的文件格式导入Moldflow中。然后对制件以Fusion的格式进行网格划分并利用有限元方法的相关软件进行有限元修复，最终获得的参数如下：面单元数=11185，节点数=5680，单元的匹配率=79.0％。
冷却分析的预置工艺参数如下：成型材料选择Polyflam Rpp1058-295(PP)，模具温度50℃，熔体温度230℃，开模时间5秒，注塑保压冷却时问总和为30秒，填充控制、速度/压力控制转换为自动控制，保压控制为填充压力与时间关系，采用默认值。
冷却系统中，预置冷却管道的布局，依据塑件结构预置3根冷却管道，冷却管道的直径为10mm；冷却介质为水，其温度为25℃，流率2.54L/min；人口雷诺系数为10000；模拟分析流程为Cool模式。