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1、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。 2.1 Moldflow6.1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

2、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

3、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、 insert molding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

4、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

5、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

6、,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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、 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 Geloy XP7550, 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 Geloy XP7550 的 PC+ABS的材料信息从上至下包括:种类:混 合型材料。牌号:Geloy XP7550。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:Geloy XP

12、7550参数数据 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 Geloy XP7550 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

13、 :4887 。d. 推荐 熔体 温度 范围 :240270 。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:40000 1/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

14、 2-11 所 示, 系统 给 出 了 Geloy XP7550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 Geloy XP7550 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

15、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

16、 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 。 Geloy XP7550 的 转化温度 为 108 。2.3.4 热属性图 2-14 热 属性图 2-14 是 Geloy XP7550 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 Geloy XP7550 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

17、 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 Geloy XP7550 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 2.3.5 PVT 属性 图 2-17 PVT 属性PVT 是 Pressure Volume Temperature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

18、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

19、 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 0.8939mm 3/g 变 为 0.9778mm 3/g; 温度 为 170 不 变 , 载 荷 由 0MPa 增 加 至 200MPa 时,塑胶的 体 积 由 0.9688mm 3/g缩 小 至 0.8794 mm3/g。 在 注 射 过 程 中, 塑胶的 体

20、 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

21、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.

22、8 填充物属性 Geloy XP7550 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

23、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. Acrypet VH001 (PMMA， 制造商Mitsubishi Rayon 2. Austrex 555 (PS， 制造商Polystyrene Australia 3. Hylex P1025ILLG (PC， 制造商Entec Engineered Resins 4. Sumipex HT55X (PMMA， 制造商Sumitomo Chemical Company 5. Topas 5010 L-01 (COC

24、， 制造商Ticona 6. Zeonex E48R (COP， 制造商Zeon Corporation 图 2-22 光学属性 图 2-22显示的是Acrypet VH001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？