如何看懂一份模流分析报告 / 开普饭

产品设计要确保所设计的零件是可以开模的，现在可以借助CAE软件（Moldflow、C-Mold、Z-Mold等），对塑料件的注塑、保压、冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟。开模检讨时，模具厂商一般都会提供模流分析报告，作为产品设计工程师，我们要如何去解读一份模流分析报告呢？

首先要理解结果的定义，并知道怎样使用结果，下面将列出常用结果的定义及怎样使用。

工艺过程参数的设置：工艺过程参数（Process Setting）包括了整个注塑周期内有关模具、注塑机等所有相关设备及其冷却、保压、开合模等工艺的参数。因此，过程参数的设定实际上是将现实的制造工艺和生产设备抽象化的过程。过程参数的设定将直接影响到产品注塑成型的分析结果。

1. 充填分析

（1）充模时间（Fill Time）

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况，其默认绘制方式是阴影图，使用云纹图更容易解释结果。云纹图以等值线形式显示结果，等值线间距比较均匀，稀疏的等值线表示流速缓和，密集的等值红表示流速湍急。产品上的任意位置，都可以显示熔体到达该位置的时间。对大多数分析，充模时间是一个非常重要的关键结果。

较为均衡的填充过程主要体现在：熔体基本上在同一时刻到达型腔各个远程。

利用充模时间结果可以发现以下一些注塑过程中出现的问题：

1）短射（Short Shot）和迟滞（Hesitation），短射部位以灰色显示，非常明显，还有一种情况，当等值线密集在一个很小的区域内时往往会发生迟滞现象，从而导致短射。

2）过保压（Overpacking），如果熔体在某一个方向的流路中上首先充满型腔，就有可能发生过保压的情况，过保压可能会导致产品不均匀的密度分布，从而使产品超出设计重量，浪费材料，更为严重的是导致翘曲发生。

（2）熔接线（Weld lines）

当两股熔体的流动前沿汇集到一起，或一股流动前沿分开后又合到一起时，就会产生熔接线，如熔体沿一个孔流动。当有明显的流速差时，也会形成熔接线，如厚壁处的材料流得快，薄壁处流得慢，在厚薄交界处就可能形成熔接线。熔接线可与充模时间一起显示，也可与温度图和压力图一起显示。减少水口的数量可以消除掉一些熔接线，改变水口位置或改变产品的壁厚可以改变熔接线的位置。

（3）包风（Air traps）

当材料从各个方向流向同一个节点时就会形成包风。包风显示在其真正出现的位置，当包风位于分型面时，气体可以排出，存在包风的位置应该在模具上设置排气槽。产品上的包风应该消除，改变产品的壁厚、水口位置和注射时间都有助于消除包风。

（4）流动前沿温度（Temperature at flow front）

流动前沿温度是聚合物熔体充填一个节点时的中间流温度。因为它代表的是截面中心的温度，因此其变化不大。流动前沿温度图可与熔接线图结合使用。熔接线形成时熔体的温度高，则熔接线的质量就好（在一个截面内熔接线首先形成的地方是截面的中心，因此，如果流动前沿的温度高，熔接线强度通常都高）。熔体前端温度的变化应该小于30F。过高的温度变化可以导致零件内部产生残余应力，而残余应力的存在会导致零件发生翘曲。

（5）充模结束时压力（Pressure end of filling）

充模结束时压力（Pressure end of filling）属于单组资料，该压力图是观察产品的压力分布是否平衡的有效工具。因为充模结束时的压力对平衡非常敏感，因此，如果此时的压力图分布平衡，则产品就很好地实现了平衡充模。不平衡的压力分布可能会使产品材料收缩不一致，更高的残余应力，甚至可以导致部分区域的保压不足或过保压。

使用的最大压力应低于注射机的压力极限，很多注射机的压力极限为140 MPa (20,000 psi)。模具的设计压力极限最好为100 MPa (14,500 psi)左右。如果所用注塑机的压力极限高于140MPa，则设计极限可相应增大。模具的设计压力极限应大约为注射机极限的70%。假如分析没有包括浇注系统，设计压力极限应为注射机极限的50%。

2. 保压分析

（1）凝固层百分比（Frozen layer fraction ）

凝固层百分比仿真了产品从冷却开始到凝固开模的整个过程，红色区域表示最先凝固的区域，一般最薄处最先凝固，最厚处最后凝固，如果凝固层百分比的值为1，则表示截面已完全凝固。凝固层百分比是中间资料结果。观察产品和水口凝固的时间非常有用。如果产品靠近水口的一些区域凝固得早，就会使远离水口的区域具有高的收缩率；如果较厚区域周围先行凝固而切断了保压路径，就会致使较厚区域得不到有效保压。通常，在关键位置（如水口）创建XY图来观察凝固层百分比变化的情况。一般来说，充模结束时的凝固层百分比需要达到80%以上才可开模顶出。

（2）水口位置压力XY图（Pressure at injection location: XY Plot ）

水口位置压力XY图为产品水口位置的压力在注射、保压、冷却整个过程中的变化图。水口节点是观察2维XY图的常用节点。通过水口位置压力的XY图可以容易地看到压力的变化情况。当熔体被注入型腔后，压力持续增高。假如压力出现尖峰（通常出现在充模快结束时），表明产品没有很好达到平衡充模，或者是由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高。

体积收缩率是以百分率表示的、由于保压而引起的制件体积的减少。体积收缩率是中间数据结果，它显示产品在保压和冷却过程中收缩率的变化。通常不使用这个结果，因为顶出时（at ejection）的收缩率才是制件最终的体积收缩率。顶出时的体积收缩率是单组资料结果。整个型腔的收缩率应该均匀，但通常难以实现，可通过调整保压曲线使收缩率均匀一些。