基于Moldflow的汽车散热格栅浇注系统优化设计

基于Moldflow的汽车散热格栅浇注系统优化设计

朱晓晴齐一鸣

朱晓晴齐一鸣

长城汽车股份有限公司技术中心河北保定071000

摘要：分析汽车散热格栅质量受浇注系统的影响。对塑件原成型方案展开模拟分析，发现塑件表面位置形成熔接痕的具体原因。对浇注系统做出相应优化之后，熔体充模阶段较为均衡，型腔内部各个格栅端部位置接近充满，防止格栅位置形成熔接痕，型腔内部需要的充模压力较低，型腔内部温度分布较为平均，塑件出现的翘曲变形不大，增强了塑件的外观性能以及质量。

关键词：汽车散热格栅；浇注系统；优化设计

一、对塑件原成型方案的模拟分析

（一）浇注系统分析

塑件原材料采用ABS，来源于GE公司，品名CycoloyPC/ABS牌号MC1300。

塑件原有成型设计方案采用的浇注系统结构详见图2。由于塑件规格较大，模具内部熔体流动距离较长，塑件需具备较高质量的外部表面等特点，为提升生产率，模具浇注系统运用热流道数量为3条，浇注点位为9点的方法。热流道半径为φ6mm，流道等效半径φ5mm[1]。

图1浇注系统结构

（二）冷却系统分析

定模选取4组水路进行冷却，水道之间距离为60mm，半径φ5.75mm，与腔表面位置距离为30mm。动模侧选取隔板进行冷却，水道半径φ9mm，水道端部位置与型腔表面距离为20~30mm。

（三）成型工艺参数分析

塑件原有成型设计方案采用的成型工艺参数详见表1。

表1成型工艺参数

熔体温度/℃模具温度/℃注射时间/℃保压时间/℃冷却液时间/℃冷却时间/℃

260754226550

（四）模拟分析结果

于格栅外表面位置产生众多熔接痕。对熔体流动进行分析，得出结果显示，熔体于填充型腔阶段流程分布存在一定的不合理性，致使两端熔体出现回流，同中部位置格栅熔体发生对接，于格栅表面产生众多熔接痕。熔接痕的形成势必引起成品强度无法满足要求[2]。

二、对浇注系统进行优化

为使塑件原有成型设计方案内熔接痕问题得到有效处理，对原有设计方案浇注系统做出进一步优化，浇注口优化为6×2（mm），热流道距离优化为12mm。于优化之后对浇注口位置以及分流道等效半径采取调整，能够使熔体于同一时间推进。优化之后浇注系统结构详见图2。

图2浇注系统结构

三、塑件浇注系统优化后成型设计方案模拟分析

通过对浇注系统采取优化之后，运用Moldflow软件的功能，分析熔体填充型腔过程以及型腔内部发生的温度变化、压力变化以及熔接痕于塑件发生的形变，具体分析结果如下。

（一）熔体填充分析

浇注口位置，熔体慢慢填充型腔内部，实际充模所用时间3.65s。优化之后的浇注系统使得熔体充模更加均匀平衡，型腔内部全部熔体可于同一时间推进，各个格栅端部位置接近同一时间充满[3]。

（二）熔接痕分析

与原有设计方案进行对比，优化之后的浇注系统可以将熔体于同一时间充满型腔内部，从而有效防止熔接痕的出现，增强了塑件的性能以及外观质量。（三）型腔压力分布

优化之后的浇注系统型腔内部压力分布情况详见图8，通常V/P转换过程中型腔整体成型时间段内压力处于最高值，达到71.68MPa，因此对于运用优化之后的浇注系统而言，成型塑件需要的型腔压力相对较小[4]。

图3型腔压力分布

（四）型腔温度分布

型腔上部位表面位置的温度介于77~96℃之间变化，浇注口位置临近区域温度相对偏高；型腔下部表面位置的温度介于80~96℃之间变化，型腔上部以及下部表面位置温度差约为5℃左右，相比较于目标温度（模温数值为80℃），型腔温度能够符合要求。

（五）塑件变形分析

塑件整体产生的变形量介于0.026~3.345mm，产生的变形相对较小。A位置的整体变形量为2.986mm，B位置产生的变形与A位置较为相似。A、B之间原有尺寸805.6mm，变形后缩减为802.8mm，发生的收缩变形相对较小。塑件的变形通常产生与两端位置，翘曲变形方向为向上，约为2.7mm。

结论：对于成型格栅外表面形成的熔接痕，运用Moldflow软件模拟分析塑件原有设计方案，于原有设计方案内，两端位置料流距离较短，型腔两侧位置预先充满，而后中部充满，引起型腔两侧位置的熔体发生回流，并与中部位置的熔体融合，与格栅表面产生熔接痕。鉴于此，对原有设计方案做出优化，确保熔体填充型腔均匀，放置产生熔接痕，增强塑件性能与外观质量。分析结果证明：对浇注系统采取优化之后，型腔需要的充模压力较小，型腔内部温度分布较为平均，塑件发生的翘曲变形相对较小。运用优化之后的方案制造的塑件与分析结果一致，塑件原本存在的问题得以有效解决。

参考文献：

[1]林幼文，姜思佳，盘承军.基于CAE和神经网络的汽车进气格栅注塑成型优化[J].塑料工业，2017，45(09):72-77.

[2]姚健.基于Moldflow的汽车后上保险杠的注塑成型工艺优化设计[J].技术与市场，2017，24(08):1-4.

[3]刘峰，沈洪雷，袁毅.基于MoldFlow的板型塑件浇注系统及工艺优化[J].模具制造，2017，17(05):57-60.

[4]崔小松.基于Moldflow的仪表台出风口浇注系统优化分析[J].塑料工业，2017，45(04):61-65.