第35卷第3期 华中科技大学学报(自然科学版) 0年3月 J. Huazhong Univ. of Sci. Tech. (Nature Science Edition) 随形冷却对注塑成型和生产效率的影响 史玉升伍志刚魏青松黄树槐 (华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074) 摘要:采用有限元模拟方法,利用 Moldflow软件对注塑冷却过程进行模拟以香盒零件为研究对象,对多种 不同冷却方案进行了模拟分析根据模拟结果,比较分析了不同冷却方案的冷却过程,并优化出了香盒零件的 最佳随形冷却水道.利用选择性激光烧结快速制模工艺制造出设计好的具有最优随形冷却水道的注塑模具 应用该模具进行实际的注塑生产,其工艺参数和最终注塑产品质量均验证了模拟结果.采用随形冷却的香盒 零件注塑模,其生产效率提高了30%翘曲变形仅为普通模具的20% 关键词:注塑模具;随形冷却水道;冷却模拟;选择性激光烧结 中图分类号:TQ320.66文献标识码:A文章编号:1671-4512(2007)03-0060-03 Effects of conformal cooling channel on injection molding and production efficiency Shi Yus heng Wu Zhigang Wei jinsong Huang Shuhuai (State Key Laboratory of Material Processing and Die and Mould Technolo gy Huazhong University of Science and Technolo gy, Wuhan 430074, China) Abstract: Finite element met hod and Moldflow code were to simulate the cooling process of injection tooling. The optimal conformal cooling channel was found by means of the simulating analyses for va- rious cooling schemes. The injection tooling with the designed optimal conformal cooling channels was he selected laser sintering technique. A practical injection was conducted by the injection g,and the technical parameters used and the quality of produced injection parts both verify the simulated results, 1. e. The injection tooling of pomander with conformal cooling cha- nels improves 30 in the production efficiency, and its warpage is only 20 as much as the conver tional injection tooling Key words injection mould; conformal cooling channel cooling simulation; selected laser sintering 模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产制作了随形冷却水道模具,也得出了类似的结论 效率,它主要通过模具的冷却系统来进行适当的文献[8,9]通过建立一维传热模型,研究了随形冷 控制和调节.传统的冷却水道只能加工成简单的却水道注塑模的冷却过程,并建立了若干随形冷 直孔,当注塑件形状复杂时,其冷却效果差,零件却水道设计规则,但是其结果存在一定偏差,同时 变形大 Jacobs发现使用铜镍合金材料制作的分析结果也缺乏直观性.为此,本研究使用专业注 随形冷却注塑模具,其生产效率较传统冷却模具塑过程模拟软件对注塑冷却过程进行三维冷却模 提高了70%右,同时注塑制品的质量也有较大拟,以研究随形冷却水道对注塑过程和生产效率 的改善2.文献[3~7]通过其他的快速制模方法的影响 收稿日期:2006-01-16 作者简介:史玉升(1962-),男,教授;武汉,华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室(430074) Email:shiyusheng(@263.net 基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2002AA62083);湖北省自然科学基金创新群体项目 (2004ABC001) o1994-2009ChinaAcademicJoumalElectronicPublishinghOuse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net第35卷 第3期 2007年 3月 华 中 科 技 大 学 学 报 (自然科学版) J. Huazhong Univ. of Sci. & Tech. (Nature Science Edition) Vol. 35 No. 3 Mar. 2007 收稿日期 : 2006201216. 作者简介 : 史玉升(19622) ,男 ,教授 ;武汉 ,华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 (430074) . E2mail : shiyusheng @263. net 基金项目 : 国家高 技术研究发展计划资助项目 ( 2002AA6Z2083 ) ; 湖 北 省自 然 科 学基 金 创 新群 体 项 目 (2004ABC001) . 随形冷却对注塑成型和生产效率的影响 史玉升 伍志刚 魏青松 黄树槐 (华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室 , 湖北 武汉 430074) 摘要 : 采用有限元模拟方法 ,利用 Moldflow 软件对注塑冷却过程进行模拟. 以香盒零件为研究对象 ,对多种 不同冷却方案进行了模拟分析. 根据模拟结果 ,比较分析了不同冷却方案的冷却过程 ,并优化出了香盒零件的 最佳随形冷却水道. 利用选择性激光烧结快速制模工艺制造出设计好的具有最优随形冷却水道的注塑模具. 应用该模具进行实际的注塑生产 ,其工艺参数和最终注塑产品质量均验证了模拟结果. 采用随形冷却的香盒 零件注塑模 ,其生产效率提高了 30 % ,翘曲变形仅为普通模具的 20 % 关 键 词 : 注塑模具 ; 随形冷却水道 ; 冷却模拟 ; 选择性激光烧结 中图分类号 : TQ320. 66 文献标识码 : A 文章编号 : 167124512 (2007) 0320060203 Effects of conformal cooling channel on injection molding and production efficiency S hi Yusheng W u Zhi g ang Wei Qi nsong H uang S huhuai (State Key Laboratory of Material Processing and Die and Mould Technology , Huazhong University of Science and Technology , Wuhan 430074 , China) Abstract : Finite element met hod and Moldflow code were to simulate t he cooling process of injection tooling. The optimal conformal cooling channel was found by means of t he simulating analyses for va2 rious cooling schemes. The injection tooling wit h t he designed optimal conformal cooling channels was fabricated by using t he selected laser sintering technique. A practical injection was conducted by using t he injection tooling , and t he technical parameters used and t he quality of produced injection parts both verify the simulated results , i. e. The injection tooling of pomander with conformal cooling chan2 nels improves 30 % in t he production efficiency , and its warpage is only 20 % as much as t he conven2 tional injection tooling. Key words : injection mould ; conformal cooling channel ; cooling simulation ; selected laser sintering 模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产 效率 ,它主要通过模具的冷却系统来进行适当的 控制和调节. 传统的冷却水道只能加工成简单的 直孔 ,当注塑件形状复杂时 ,其冷却效果差 ,零件 变形大[1 ] .J acobs 发现使用铜镍合金材料制作的 随形冷却注塑模具 ,其生产效率较传统冷却模具 提高了 70 %左右 ,同时注塑制品的质量也有较大 的改善[2 ] . 文献[ 3～7 ]通过其他的快速制模方法 制作了随形冷却水道模具 ,也得出了类似的结论. 文献[8 ,9 ]通过建立一维传热模型 ,研究了随形冷 却水道注塑模的冷却过程 ,并建立了若干随形冷 却水道设计规则 ,但是其结果存在一定偏差 ,同时 分析结果也缺乏直观性. 为此 ,本研究使用专业注 塑过程模拟软件对注塑冷却过程进行三维冷却模 拟 ,以研究随形冷却水道对注塑过程和生产效率 的影响