MOLDFLOW 在仪表板骨架注塑成型分析中的应用 一汽技术中心材料部非金属研究室 丛 穆 江 梅

本项目的目的是应用 MOLDFLOW 对仪表板骨架制品的成型性进行分析。仪表

板骨架的成型性是指制品的结构（包括壁厚、加强筋等因素）是否能够满足塑

料注塑成型的要求，即探求制品结构是否能保证塑料熔体充满模腔、制品成型

后是否会出现由于制品结构导致的（工艺无法控制的）翘曲变形、应力集中等

缺陷。

由于本项目开始时仪表板产品模具已经制造完毕，并进入模具调试阶段，

因此我们的模拟分析工作是从模具已有的浇注系统结构入手，进行制品成型性

分析。

一、现有产品、模具及设备现状：

1、产品：产品模型： 经过上述修整后的模型

壁 厚： 2.5mm

材 料： PC/ABS

2、模具： 采用模具已成型方案，即 7 浇口

3、设备及工艺： 根据产品投影面积及重量定,系统默认工艺参数

4、浇口布置方式如下图：

图 1 7 浇口设计方案

表 1 中列出制件壁厚为 2.5mm 时的分析结果：

表 1 7 浇口分析结果

Injection volume

（cm 3 ）

Max clamp force(tonne) Filling time(sec) Deflection(mm) X deflection(mm)

4574.6998 5048.7 5.06 10.35～1.138 2.055～-2.375

？

图 2 7 浇口填充效果图

可以看到，采用 7 浇口进料，仪表板骨架的成型良好。但 7 浇口方案的气

穴位置主要分布在骨架中间部位，需要在模具上特殊解决排气问题,如果排气不

好,可能出现短射。

在试模过程中，发现 7 个浇口的注射过程中会出现“短射”现象，即在骨

架中间部位不能成型。即使增加局部壁厚，也不能打满型腔。为解决这一问题，

从缩短流道流程方面考虑，模具厂在模具上（即仪表板中间部位）又增加了 6

个浇口，即 13 个浇口方案。

二、13 个浇口方案的模拟分析

从缩短流道流程使熔料填充顺利方面考虑，浇口位置分布如图：

图 3 13 浇口位置（黄色箭头）示意图

第一阶段：用以下参数对壁厚为 2.5mm 的模型进行流动－保压模拟分析：

设备锁模力：7000tonne

最大注射速率：5000cm 3 /s

模具温度：80℃

熔体温度：280℃

图 4 填充时间及熔接痕分布图

从图 4 中可以看出，熔体在 3.183 秒内能填满型腔，但需要很大的锁模力

（7067.51tonne）及流动速率(1633.59 cm 3 /s)，而现有设备无法满足这么大的锁

模力.

三、修改产品壁厚

增加浇口数目后,可以填充满,没有明显的困气产生,但是锁模力结果超标,

现有的机器设备不能满足.我们就考虑增加产品壁厚进行分析, 适当改变壁厚

可以使熔体更易填充。于是，我们将模型壁厚分别设为 2.8mm、3.0mm、3.2mm。

再进行流动－保压模拟分析，以观察熔料填充的变化情况，模拟分析不同壁厚

条件下制品的成型性.

分析结果对比（设备最大锁模力：5000tonne）

表 2 浇口位置改动前(13 个浇口)

项目

壁厚

填充时间(sec) 最大锁模力(tonne) 总变形量（mm）

T=2.5 SHORT SHOT Insufficient clamp force

T=2.8 5.218 5048.08 10.14～0.8782

T=3.0 5.429 5046.66 10.05～0.8502

T=3.2 5.455 5049.81 10.11～0.8703

在现在的实际生产中，采用 13 个浇口的方案后，壁厚为 2.5mm 时，仍然不

能使熔料填满型腔，这与模拟分析的结果相同。因此，对于仪表板骨架的成型

过程，只增加浇口数量不能起到改善制品成型性的作用。另一方面，增加了模

具上的浇口数量，使产品成本提高。

综合以上各种分析方案，从最大填充体积、填充时间、控制制品在成型过

程中因收缩引起的变形等因素上考虑，我们认为如果仪表板骨架若采用 3.0mm

壁厚的结构，可以采用改动后的 13 个浇口方案进行注射成型。

四、修改浇口位置

图 5 表示的现生产中料流从 13 个浇口中流入型腔时的分布情况。从图中可

以看出，最后填充部位与浇口位置分布有关。为改变料流分布，改善熔料在仪

表板中部的分布情况，使熔体在型腔内的填充分布均衡，我们重新布置了在骨

架中间部位的三个浇口位置。图 6 表示的是改变后浇口位置分布。

图 5 浇口位置改变前 图 6 浇口位置改变后

分别对壁厚为 2.5mm， 2.8mm,3.0mm,3.2mm 的模型进行模拟分析，得到结果

与改动前进行对比如下表：分析结果对比（设备最大锁模力：5000tonne）

表 3 浇口位置改动后(13 个浇口)

项目

壁厚 填充时间

(sec)

最大锁模力

(tonne) 总变形量（mm）

T=2.5 5.68 5049.1 10.33～0.5359

T=2.8 5.093 5048.73 10.31～0.629

T=3.0 5.219 5000.0 10.1～0.5221

T=3.2 5.425 5000.0 10.32～0.6925

但在现生产中采用的是改动前的 13 个浇口布置方案，壁厚 2.5mm 时制品不

能成型，模具厂采用的是增加制品局部厚度（增加到了 3.5mm－3.6mm）的方式

提高制品成型性。但从我们的模拟分析的结果中看：如果在试模阶段能应用 CAE

模拟分析，则可以预测浇口位置对制品成型性的影响，从而可以避免完全依靠

增加局部壁厚的方式来提高制品成型性。