基于Creo注塑件模流分析

基于 Creo注塑件模流分析

崔荣荣 王同珍 刘晴

济南职业学院

【摘要】本文模拟熔融塑料填充整个型腔的流动过程，对浇注件的成形过程进行模流分析，对塑料的填充情况、注射时产生的熔接痕、气泡和塑料变形等进行注射模拟分析。塑料顾问模块还可以对填充时间、注射压力、注射温度、填充质量和流动取向等进行分析。通过注塑过程模拟，分析设计方案，了解塑料注塑填充过程。

关键词：Creo；气泡分析；熔接痕分析；注射压力；注射温度；填充质量；流动取向分析

现代科技的发展不只对工业生产、人们生活产生很大的影响，也推动着我们职业教育教学的发展和革新。模具设计与制造是一个传统的加工方向，在Creo、UG等软件的加入后，使得模具设计的过程更加直观和有效率，Creo参数化的设计让模具设计改变设计方案更加简单和方便。Creo中的模流分析模拟了注塑件注射成型过程，模拟塑料从液体状态填充整个模具型腔的过程，分析注塑过程中气泡、融合线和塑料变形等缺陷的填充过程，便于及早改进设计。在我们职业教育中，用creo进行三维设计、模具设计、添加模架、数控加工和进行模流分析，直观的把模具设计过程展现在学生面前，模流分析动态模拟了塑料注塑过程，让学生动态观察熔融塑料注塑的过程，了解塑料注塑的原理和过程，激发学生学习激情，知识可视化有效提高教学效果。

Creo是美国PTC公司推出的机械三维CAD/CAM/CAE参数化软件系统。Creo内容涵盖了产品从三维模型设计、动态模拟与仿真、数控加工、模具设计、工程图输出，到生产加工成产品的全过程。注塑模具设计还包含三个模块：模具设计模块、模座设计模块（EMX）和塑料顾问模块（Plastic Advisor）模块。一个完整的注塑模具设计首先需要进行零件三维造型，对零件进行模具设计，之后加模架，最后把需要的模具型腔生成工程图并进行加工。本文模拟熔融塑料填充整个型腔的流动过程，对生成的浇注件进行模流分析，分析注塑过程中气泡、融合线和塑料变形等缺陷的填充过程，对注塑过程中的注塑压力、注塑温度、填充时间和注塑质量等进行模拟分析，了解注塑件填充过程，对塑料注塑过程进行模拟分析，以便了解注塑件的填充过程和原理。

我们通过Creo软件的塑料顾问模块（Plastic Advisor）对塑料注射成形工艺进行模流分析。Creo中的塑料顾问模块是一个单独的模块，一般用户在安装creo时是不带这个模块的，我们可以单独安装这个模块，安装以后就可以正常使用了。

对塑件进行模流分析：首先创建一个基准点，选取基准点作为注塑件浇注的位置点，一般基准点就是我们注塑件的浇口位置，在creo中浇口的位置就用一个点来代表就可以。就能够对塑料的填充情况、注射时产生的熔接痕、气泡和塑料变形等进行注射模拟分析，便于及早改进设计，优化设计方案。此外，塑料顾问模块还可以对填充时间、注射压力、注射温度等进行分析。方便设计者预判注塑成形过程中可能存在的缺陷和问题，及时预防、改正和修改，获得合理的加工方法。

进入塑料顾问模块以后，需要先设置填充条件。由于creo的塑料顾问模块是一个模拟软件，需要选择塑料填充，后选择塑料的类型，一般塑料要精确到产品型号，这样才能确定塑料的基本相关属性、流变学属性、热力学属性、压力、体积和温度、机械动力属性等方面性能，方便之后的模拟熔融塑料填充整个型腔的流动过程。Creo模拟软件也是基于塑料的属性进行填充模拟。确定了塑料的基本属性以后，就可以对塑料进行模拟填充整个型腔的模拟分析。

对塑件进行气泡分析，熔融塑料进入整个模具型腔中，模具模腔内的气体还没有完全排除，会在塑件的表面产生气泡。塑件在注塑过程中产生气泡会影响塑件的强度、硬度、表面质量和外观等。可以看出注塑件产生气泡的位置有很多，可以在气泡出现的位置开设排气系统，防止气泡的产生。

对塑件进行熔接痕分析，熔接痕是由于来自不同方向的熔融塑料前端部分被冷却，在结合处未能完全融合而产生的。塑件在生产过程中如果产生熔接痕，会大大减低塑件的质量，提早预测熔接痕的产生并预防，是设计者在模具设计过程中应该处理的问题。在结合处开设冷料穴、提高喷嘴温度、提高塑料温度、提高模具温度，可避免注塑过程中产生熔接痕，影响产品质量和外观。

对塑件进行注塑压力分析，可以了解熔融塑料填充整个型腔的压力分布情况。分析结果中不同颜色表示不同压力值，在屏幕右侧不同颜色对应不同压力值，可以在右侧竖条上找到对应的压力值。根据注塑压力的大小，选择合适压力的注射机。另外，注射压力分析还可以帮助设计者合理安排注射点位置和模具型腔的数目和分布。选取的例子是一模兩腔，通过注塑压力分析，结果塑料能充满整个型腔，基本符合设计需求。模拟塑料不能充满整个型腔，就需要改变模具型腔的数目和分布或是设计思路。

对塑件进行注射温度分析，可以观察熔融塑料填充整个型腔时温度分布情况。图中温度的高低以不同颜色区分，可以在屏幕右侧温度条上观察温度的变化。设计者根据注射温度的变化，可以确定创建加热系统或冷却系统的位置分布情况，以完成模具上加热系统或冷却系统结构部分的设计。了解注塑件注塑过程中温度分布情况，合理布局加热系统或冷却系统结构，能大大减少注塑模具的整体生产时间，提高工作效率。

对塑件进行填充质量分析，可以观察熔融塑料填充整个型腔的质量分布情况。塑件显示不同的颜色，不同的颜色代表不同的填充质量。在屏幕右侧带有时间刻度的竖直颜色条上，可以查出不同部位的填充质量。在颜色长条上，红色区域代表填充质量低，黄色区域代表填充质量中，绿色区域代表填充质量高。设计者根据填充质量分析得到的结论，可以预测熔融塑料注塑填充情况，若分析结果存在问题可以提前将其解决，以提高设计效率，减少后续的返工。

对塑件进行流动取向分析，可以观察熔融塑料填充整个型腔的流动情况，流动取向分析结果中有很多小箭头，小箭头就代表塑料的流动情况，这个显示比较形象，能让设计者观察熔融塑料填充型腔的流动情况。通过箭头的分布和箭头的密度排布，设计者可以预测熔融塑料的流动取向，及时更改设计方案，以得到密度均匀的注塑件。

除了上面的分析以外，creo的塑料顾问模块还提供了很多分析，例如填充时间分析、注射压力损失分析、注射模拟分析等，设计者可以依据自己的设计需求对塑料注塑过程进行模拟，为自己的设计提前模拟，预防缺陷，提高生产效率。塑料注塑件模流分析后，可以制作分析报告书，输入报告识别的名称，保存分析报告书，以后后期查看。

本文利用creo软件中的塑料顾问模块模拟熔融塑料填充整个型腔的流动过程，对生成的浇注件进行模流分析，分析注塑过程中产生气泡、熔接痕和塑料变形等缺陷的填充过程，对注塑过程中的注塑压力、注塑温度、填充时间、注塑质量和流动取向等进行模拟分析，了解注塑件填充过程，对塑料注塑过程进行模拟分析，以便了解注塑件的填充过程。若分析结果存在问题可以提前将其解决，以提高设计效率，减少后续的返工。提早对注塑件进行模流分析，能预判注塑件的缺陷和失误，为设计者提供修改思路，提高设计的合理性。在我们职业教育中，注塑件的模流分析能形象具体的展现注塑件生产的过程，便于同学了解其中的原理，提高学习质量。

参考文献

[1]北京兆迪科技有限公司，CREO4.0模具设计教程[M].机械工业出版社，2017.11

[2]黄智.基于CREO的遥控器造型与模具设计[J].模具制造，2019