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技术通讯_8期-通过提升材料数据的质量-提高分析精度
发布者:Cadit 发布时间:2012/8/1 阅读:3180 次

引言
注塑成型是热塑性塑料的一种主要成型加工方法,但是,注塑件不可避免的产生很多缺陷,缺陷产生的原因是多方面的,如材料性能、模具设计、工艺参数选择等,其中热塑性材料性能对注塑件的成型有着重要的影响。
材料属性和Moldflow分析结果有密切的关联性,材料测试数据的准确性直接影响後者的准确性。
一. 材料性能对成型分析的影响- 关键性能
    Molflow中各阶段用到的材料性能如下:
    Filling ———— 使用材料的流动性能、热性能
    Packing ———— 使用材料的热性能、PVT曲线
    Cooling ———— 使用材料的热性能、PVT曲线及机械性能
 
二. 材料性能对成型分析的影响- 流变性能
     聚合物熔体在模具型腔内的流动时流动速度、温度、压力等各种与流动相关的参数均随时间而变化。
 
2.2 Cross—WLF粘度模型:
      Cross—WLF模型考虑了温度、压力和剪切速率对粘度的影响,适用范围很广,能
      够相对准确地描述伴有冷却效应的熔体流动,比较准确地描述粘度的变化趋势。

2.3 拉伸粘度:
      利用Juncture loss 模型修正熔体通过截面突变区域时,由于拉伸应力造成的压力损失。
2.4 影响粘度的因素:
      η = F( r、T、P、M……)    
    ( η:剪切粘度    r:剪切速率    T:温度  P:压力    M: 聚合物的分子参数
    (如相对分子质量、相对分子质量分布和支化度等及各种添加剂(如增塑剂、填充剂、润滑剂等)
2.5 材料性能对成型分析的影响:
      粘度曲线:
      分析注塑过程中熔体流动情况
      
 
 
三. 材料性能对成型分析的影响- 热性能
3.1 能量方程:
 

3.2 材料的传热性能由热扩散系数表征:
     α= k / (ρ x Cp )
     其中K为热传导系数,ρ为密度,Cp为比热

3.3 材料性能对成型分析的影响:
     热传导系数
     分析注塑过程、冷却过程中热量的变化
 

 比热
 分析注塑过程、冷却过程中热量的变化
 
热膨胀系数
物质热胀冷缩特性的度量
四. 材料性能对成型分析的影响- 收缩性能
4. 1 PVT 曲线
      为了反映熔体在压缩过程中的状态变化,目前一般采用双域Tait状态方程来表示压力、体积、温度之间的关系,如下图:
 
 
4.2 材料性能对成型分析的影响- 
     分析熔体在压缩过程中(保压、冷却)的状态变化
 
           
4.3 收缩率
 
五. 如果获得准确的材料性能
5.1 合理的测试方法
 
5.2 材料耦合
数据耦合 Date Fiftting
Moldflow材料Datafitting技术可以将测试出的离散数据点进行拟合和理论修正,以弥补测试条件的限制,修正测试误差带来的材料属性不一致问题,并生成Moldflow可以直接使用的档格式,即udb档。
5.3 材料选择
   I、直接在Moldflow材料库中搜索获得
   II、联系材料供应商获取udb文档,导入材料数据
   III、材料供应商提供详尽的材料物性,进行数据耦合
   IV、提送材料到澳大利亚材料实验室进行测试
   V、选择替代材料进行分析
六. 总结
   1、材料参数对进行精确的注塑成型模拟非常重要
   2、正确测试和选择材料的方法影响着材料数据,影响分析结果

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