moldflow61中文教程第2 章Moldflow61 塑胶材料数据库讲解.docx

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moldflow61中文教程第2章Moldflow61塑胶材料数据库讲解

第2章Moldflow6.1塑胶材料数据库Moldflow6.1的塑胶材料数据库中收录了丰富、全面的塑胶材料信息。

数据库中的每一种塑胶材料都有针对该材料的属性推荐的成型工艺条件;很多种材料定义了PVT数据、收缩属性参数和各向异性机械性能参数。

用户在为分析案例选择材料时,可以根据已知的材料信息,在数据库中通过不同的途径选择合适的塑胶材料。

2.1Moldflow6.1塑胶材料数据库增补

在Moldflow6.1中,塑胶材料数据库进行了内容上的增补,使材料数据库质量得到提升。

改进的材料数据显示在材料数据发表日志里,用户可以在MPI交流中心自行下载。

以下是改进的内容:

更新的热塑性材料数据库

1.供应商总数已达376家,包括14家新添加的供应商

2.热塑性塑胶材料总数已达7734种,包括新添加322种,删除196种,改进1275种。

其中:

a.3696种材料定义了PVT数据。

b.1521种材料有收缩数据。

c.改进Moldflow中材料机械性能数据。

d.多于470种塑胶新增熔体流动速率或熔体流动指数。

e.材料数据中新添材料光学属性,支持新的3D光学双折射分析。

更新的热固性材料数据库

新添11种热固性塑胶材料。

更新的模具钢材质数据库

模具钢材质数据库引入更加精确的机械性能数据和热性能数据。

P20模具钢材（系统默认的模具钢材质的弹性模量、泊松比和热膨胀系数（MET都已经过更新。

注意:

利用更新数据后的模具钢进行冷却分析、insertmolding分析和型腔移位分析,分析的结果会与以数据更新前有所不同。

2.2选择塑胶材料

在进行分析之前,先选择成型产品的塑胶材料。

点击“分析”,在其下拉菜单中选择“选择材料”指令,或直接点击案例浏览区内默认的PP料,弹出“选择材料”对话框,如图2-1所示。

图2-1“选择材料”对话框

1.常用材料:

列表里存放的是经常用到的塑胶材料,选择时直接点击相应的塑胶牌号即可。

可以在“文件”、“参数设置”对话框“概述”页面中设置列表中最多材料数量。

已经存在于列表中的材料可以通过右侧的“删除”按钮进行删除。

2.指定材料:

先在“制造商”下拉列表里选择制造商的名称,之后在“牌号”下拉列表里会显示这个制造商名下在录的不同牌号的塑胶材料。

由于制造商名录是以英文字母顺序排序,塑胶牌号是以数字排序,有时难以快速找出目标制造商。

如果对材料的信息掌握得比较全面,可以通过其它方式查找。

被选中的材料,它的牌号和制造商名称会出现在相应的文本框里。

3.搜索:

点击“牌号”右侧的“搜索”按钮,出现“搜索标准”对话框,如2-2所示。

在“搜索标准”里可以通过不同途径搜索塑胶材料:

图2-2“搜索标准”对话框

a.制造商:

在右侧文本框里输入制造商的名称,如Nytex、Hoechst等,针对性比较低。

b.牌号:

在右侧文本框里输入材料的牌号,如7550、7350等,针对性很强。

输入完整的牌号时,如果这种塑胶材料存在于moldflow材料库里,就可以直接找到。

c.材料名称:

塑胶材料的品名,如PC、ABS等,针对性比较低。

d.填充物数据:

根据填充物的名称、重量等,一般配合其它途径选材。

e.熔体熔融指数（MFR:

熔融塑胶在一定载荷下每10分钟通过一定口径的流量。

分别输入最小熔融指数和最大熔融指数。

选材途径除“牌号”外,其它几项一般要结合起来运用才能快速找到需要的塑胶材料。

以上几种为默认的选择途径,在“所搜标准”对话框最下一排按钮中选择“添加”指令,弹出“增加搜索范围”对话框,如图2-3所示。

可以通过更多反映塑胶材料属性的方式或数据寻找适合的成型材料。

图2-3“增加搜索范围”对话框

如果材料库里没有要找的塑胶,可以找一种性能相近的塑胶代替,既可以找同一厂家生产的牌号相近的其它塑胶,也可以找不同厂家生产的同种牌号的塑胶。

我们在“牌号”文本框里输入一种PC+ABS料的牌号“7550”,如图2-4所示。

图2-4输入塑胶牌号

点击“搜索”按钮,弹出“选择热塑性塑料”对话框,列表中是牌号含有7550的塑胶,如图2-5所示。

图2-5选择材料

向右拖动滚动条,查看这两种材料的其它属性,比如防火等级、填充物、熔体熔融指数等信息。

点击“GE”公司的产品。

对话框下方有一排功能按钮:

报告:

对材料测试数据及测试方法的描述。

输出:

将图2-5中显示的塑料信息另存。

搜索:

重新搜索材料。

列:

点击“列”,弹出“列”对话框,如图2-6所示。

选择需要显示在“选择热塑性塑料”对话框里描述塑料信息和塑料属性的选项。

图2-6“列”对话框

比较:

比较不同塑料属性数据。

在“选择热塑性塑料”对话框里选中不同的塑料,点击“比较”按钮,弹出“材料测试方法与数据比较报告”列表,如图2-7所示。

这两种塑料已收入数据库的信息都会显示在列表中。

图2-7“材料测试方法与数据比较报告”列表

详细资料:

在材料的“详细资料”对话框中从9个方面详细描述塑胶材料的信息。

在下一节里我们将进行重点讲述。

选定材料后点击“选择”按钮。

选中的塑胶材料的信息会出现在图2-1“选择材料”对话框“制造商”和“牌号”栏里。

勾选“选择后添加到常用材料列表”复选框,选择的材料会自动被添加入“材料列表”中。

使用频率低的塑胶可以删除,方便快捷查找。

选中那种塑胶,点击“删除”按钮即可。

最后点击图2-1中的“确定”按钮,新选择的塑胶显示在案例浏览区。

如需查看材料属性,直接选中塑胶,点击右键,选择相应的选项,如图2-8所示。

图2-8查看材料属性

2.3塑胶材料属性

选中案例浏览区显示的塑胶材料GeloyXP7550,点击右键,选择“详细资料”,弹出“热塑性材料属性”对话框,如图2-9所示。

接下来我们将详细讲述属性对话框内显示的信息。

2.3.1材料描述

牌号为GeloyXP7550的PC+ABS的材料信息从上至下包括:

种类:

混合型材料。

牌号:

GeloyXP7550。

制造商:

GE塑料,产地美国。

材料名称缩写:

PC+ABS。

材料类型:

无定形材料,也就是非结晶形材料。

数据来源:

材料特性数据来源。

最后修改日期:

GeloyXP7550参数数据最近修改日期。

数据状态:

非机密型。

纤维/填充物:

有无填充物以及填充物的类型。

其它信息还有:

材料ID、等级代码、供应商代码。

图2-9“热塑性材料属性”对话框

2.3.2推荐成型工艺条件

Moldflow推荐的GeloyXP7550成型工艺如图2-10所示。

系统给出了合理的成型工艺参数范围,对于用户Moldflow用户和调机人员很好的参考价值。

推荐的成型工艺包括:

a.最佳模具温度:

68℃。

b.最佳熔体温度:

255℃。

c.推荐模具温度范围:

48℃~87℃。

d.推荐熔体温度范围:

240℃~270℃。

e.绝对最大熔体温度:

310℃。

塑胶在填充过程中超过这个温度就会发生降解。

f.顶出温度:

90℃。

产品在型腔内降到这个温度时强度已经足够高,可以开模顶出。

g.最大剪切应力:

0.4MPa。

熔体受到的剪切力不宜超过该塑胶能承受的最高剪切力。

h.最大剪切速率:

400001/s。

熔体的剪切速率不宜超过该塑胶能承受的最高剪切速率。

图2-10推荐成型工艺条件

2.3.3流变属性

如图2-11所示,系统给出了GeloyXP7550的粘度缺省模型,cross-WLF。

单击右侧的“查看粘度模型系数”按钮,查看该模型粘度参数,如图2-12所示。

图2-11流变性能

2-12“查看粘度模型系数”对话框

点击“绘制粘度”按钮,弹出GeloyXP7550粘度、剪切速率、温度的曲线图,如图2-13所示。

图中显示在四种温度下（每一种温度对应不同的颜色和图标形状,粘度和剪切速率的关系。

在相同温度下,剪切速率越高,塑胶粘度越低;剪切

速率

相同时,温度越高,塑胶粘度越低。

点击对话框左下角的“查询“按钮,查询具体的粘度值。

温度为270℃,剪切速率由1.000/s增加至10000/s时,粘度便由973.8Pa/s降至35.7Pa/s;在剪切速率接近100/s时,当温度由270℃降为240℃,粘度便由411.2Pa/s上升为907.2Pa/s。

所以在注射过程中,增加剪切率和提高熔体温度都是降低熔体粘度、改善塑胶流动性的途径。

2-13粘度和剪切速率曲线图

在流变特性中,系统给出了塑胶材料的转化温度,也就是塑胶的玻璃态温度。

GeloyXP7550的转化温度为108℃。

2.3.4热属性

图2-14热属性

图2-14是GeloyXP7550的热属性。

比热数据栏显示的是不同温度下,材料的比热值和加热/冷却速率。

点击“绘制比热数据”按钮,可以更直观的观察GeloyXP7550的“比热vs温度”的关系,如图2-15所示。

热传导数据栏显示的是在不同温度下,材料的热传导率和加热/冷却速率。

点击“绘制热传导数据”按钮,可以更直观的观察GeloyXP7550的“热传导率vs温度”的关系,如图2-16所示。

图2-15“比热vs温度”曲线图

图2-16“热传导率vs温度”曲线图2.3.5PVT属性

图2-17PVT属性

PVT是PressureVolumeTemperature这三个英文单词第一个字母的缩写,即压力、体积、温度。

塑胶的PVT属性显示的是塑胶在不同压力、不同温度下体积的变化。

这三个量在模具的设计阶段十分重要。

设计师会依据成型材料的PVT值对型腔做出正确的放缩水。

另外在试模时,调机师同样需要参考成型材料的PVT值,使注射压力不至过高,否则可能因型腔内塑胶体积膨胀损坏模具。

点击“绘制PVT数据”按钮,弹出“绘制PVT数据”曲线图,如2-18所示。

图中显示在五种不同载荷下（每一种载荷对应不同的颜色和图标形状,温度和体积比容的关系。

在相同载荷下,塑胶体积会随着温度的提高而膨胀;温度相同时,载荷越大,塑胶的体积越小。

点击对话框左下角的“查询“按钮,查询具体的粘度值。

载荷为100MPa,温度由25℃升值270℃时,塑胶的体积也由0.8939mm3/g变为0.9778mm3/g;温度为170℃不变,载荷由0MPa增加至200MPa时,塑胶的体积由0.9688mm3/g缩小至0.8794mm3/g。

在注射过程中,塑胶的体积会随着温度的降低而收缩;保压阶段,在保压压力补缩的作用下将型腔内的塑胶压实,维持塑胶体积不变;冷却阶段和开模后,在温度由高温降至室温这一段时间内,塑胶产品会继续收缩,直至产品尺寸稳定为止。

图2-18体积比容vs温度

2.3.6机械性能

图2-19显示塑胶材料的机械性能对塑胶构件很重要,关系到利用这种材料成型的制品的设计工艺、使用范围和力学性能指标的高低。

机械属性栏显示的主要数据有弹性模量、泊松比和剪切模量。

热膨胀数据显示的是该塑胶的热膨胀系数,这一点对于需要在高温下服役的塑胶制品尤其重要。

这些材料必须具备在高温下尺寸稳定性好的品质。

图2-19机械属性

2.3.7收缩属性

图2-20显示的是材料的收缩属性。

除“收缩模型”外,其它参数未收录入Moldflow数据库中。

在对产品进行“收缩”分析时,“收缩属性”栏必须有经过精确检测确认的收缩数据,用户可以自行添加。

图2-20收缩属性2.3.8填充物属性GeloyXP7550是PC+ABS的混合物，没有填充物，所以2-21“填充物数据”没有描述。

如果是填充物增强型塑胶，会在“描述”和“重量%”栏显示出填充物的名称和重量百分比。

点击“详细资料”按钮，重要的参数有填充物密度、比热、热传导率、机械属性数据、热膨胀数据、拉伸强度数据。

在Moldflow数据库中，被收录的数据参数都会显示在相应属性栏里。

图2-21填充物属性2.3.9光学属性Moldflow6.1新增塑胶材料光学属性，可进行3D光学双折射分析。

在进行光学分析之前，先选择翘曲分析类型，在成型工艺参数—“流动”设置页面勾选“选择有光学属性数据的塑胶材料进行双折射分析”，才能生成双折射分析结果。

双折射分析只针对透明塑胶。

在Moldflow材料数据库中，一共有6中透明材料拥有光学属性数据，分别是：

1.AcrypetVH001（PMMA，制造商MitsubishiRayon2.Austrex555（PS，制造商PolystyreneAustralia3.HylexP1025ILLG（PC，制造商EntecEngineeredResins4.SumipexHT55X（PMMA，制造商SumitomoChemicalCompany5.Topas5010L-01（COC，制造商Ticona6.ZeonexE48R（COP，制造商ZeonCorporation

图2-22光学属性图2-22显示的是AcrypetVH001的“光学属性”对话框。

主要参数包括未取向材料的折射率、应力-光学系数、在参数温度处的粘弹性延迟光谱。

温度平移模型为默认的“WLF模型”。

点击“查看温度平移模型”按钮，弹出图2-23对话框。

2-23“温度平移模型”对话框本章小结本章主要讲述塑胶材料的重要属性，包括推荐成型工艺、机械属性、流变属性

以及Moldflow6.1塑胶材料数据库中材料的增补情况。

思考与练习1.塑料的重要属性有哪些？

2.PVT的含义是什么？

对注塑成型的影响有哪些？

3.用户自行添加塑胶属性数据应注意哪些问题？