Moldflow在汽车行业的应用

Sep.1998MoldflowInternationalGroup1Moldflow在汽车工业中的应用MoldflowInternationalSep.1998MoldflowInternationalGroup2保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup•HyundaiMotorsCompany开发•采用了MF/流动,保压,冷却,翘曲分析G-CAR97前保险杠FrontBumperFasciaSep.1998MoldflowInternationalGroupG-CAR97前保险杠效果1.减少开发时间2.缩短生产周期(约5%)3.缩短试模时间(容易获得最优工艺参数)4.减小翘曲&获得较好的尺寸公差测量PTDisplacementTransducerDessicantHopperDryerInjectionMoldingMachineLoadCellsformeasuringcavitypressureDieTempT/CB.E.AT/CB.E.AT/CVol.Temp.StartPointofCoolingStartPointofPacking0Mpa20Mpa40Mpa80MpaPress.inMoldSep.1998MoldflowInternationalGroup填充阶段决定最佳工艺参数CAEModelforCavityMoldTemperatureMeltTemperature30degC35degC220degC230degC1.优化工艺窗口2.优化注塑文件RamStroke(mm)RamVelocity91kg/cm2G-CAR97前保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup保压决阶段决定最佳工艺参数Pressure(MPa)Time(sec)RampositionPT1PT2PT3RampositionTimeatwhichmeltreachesPT31020051.优化保压文件2.优化塑件重量(4000g)3.决定注塑机能力--Max.2100ton4.预测体积收缩Time(sec)PackingPress.56kg/cm2G-CAR97前保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup翘曲阶段为模具制造预测翘曲和收缩值翘曲形状:和测量值非常接近翘曲量:预测-9mm,测量-9.4mm在模具制造前决定模具收缩值G-CAR97前保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroupPredictedbyMFMeasuredonMachine92kg/cm291kg/cm253kg/cm256kg/cm211.2sec11-12sec注射压力保压压力注射时间45sec40sec4100g4260g冷却时间塑件重量G-CAR97前保险杠•一次试模成功•与测量值非常接近Sep.1998MoldflowInternationalGroup在模具开发中总共节省•HyundaiMotor上半年节约200万美元•通过使用MoldflowDynamicSeries#TherecordofcostsavingbyMOLDFLOWforthefirsthalfterminHyundaiMotorsCo.(1998)July.14.1998类别壁厚减小修模一模多腔项目BumperBumperDoorTrim/LuggageSide节约成本$999,540$26,920$1,153,850SetNo.1016材料节约:398g/EA(平均)总共节约成本:US$2,180,410Sep.1998MoldflowInternationalGroupODYSSEY后保险杠•开发商:本田汽车•采用了MF/流动,保压,冷却,翘曲分析变形问题尺寸稳定性问题熔接痕问题Sep.1998MoldflowInternationalGroup面临的问题1.开发新型周期长2.熔接痕问题3.不能满足设计公差和模具收缩值4.翘曲量很大ODYSSEY后保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup1.变形问题修改前[原因]由于填充末期温度下降引起的保压压力分布不均[补救措施]减小厚度(3.8-3.5mm)使得该区域产生摩擦热修改后ODYSSEY后保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup[现象]在牌照上部与车灯的接合部较低的边缘处存在较小的间隙2.尺寸稳定性问题[补救措施]减小部分厚度控制保压曲线以减小翘曲，获得均匀的压力分布修改前修改后ODYSSEY后保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup[现象]熔接痕出现在关键部位，严重影响产品质量3.熔接痕问题[补救措施]减小该区域浇口的厚度修改前修改后ODYSSEY后保险杠Sep.1998MoldflowInternationalGroup16仪表板Sep.1998MoldflowInternationalGroupFordInstrumentCluster•VDOInstrumentsAustraliaPty.Ltd.开发•采用了MF/流动,保压,冷却,翘曲分析OverviewofCluster&FactoryManufacturingLineforClustersAutomotiveInstrumentClusterSep.1998MoldflowInternationalGroup面临的问题1.开发新型周期长2.注塑周期长(60-70sec)-由于错误的设计内部变热3.修模成本高4.产品质量5.试模时间长FordInstrumentClusterSep.1998MoldflowInternationalGroupFordInstrumentCluster补救措施(1)开发周期和试模时间长1.CAD/CAM与CAE的集成2.组成一个项目小组ToolmakerMolderCADOperatorCAEEngineerProjectLeaderCADIntergraphEMSSystemCAEMoldflowFlow/Cool/WarpCAMMasterCam22个星期内完成Sep.1998MoldflowInternationalGroup注塑周期长(60-70sec)1.采用热流道系统(多花费$8,000)2.改变塑件壁厚壁厚从2.5到9mm不等均匀初始设计的注塑周期为60-70秒改进后的注塑周期为28-30秒补救措施(2)FordInstrumentClusterSep.1998MoldflowInternationalGroup补救措施(3)修模成本高1.将ABS材料改为PP2.重新设计产品3.控制注塑机参数达到优化成本初始设计改进设计模具制造US$45,000US$53,000修模US$150,000US$98,000FordInstrumentCluster节约US$60,000Sep.1998MoldflowInternationalGroup补救措施(4)产品质量1.优化工艺参数(填充和保压文件)2.控制了翘曲和收缩3.减小了塑件的内应力注塑速率(mm/sec)502055540201062螺杆位移(mm)优化工艺参数熔体温度=235degC模温=35degC注塑行程=62mm保压时间=15sec冷却时间=25secFordInstrumentClusterSep.1998MoldflowInternationalGroup补救措施(4)产品质量11.11.21.31.41.51.6Run1-3Run4-6Run7-9Run10-12Run13-15Run16-18Av.Meas.PredictedShrinkage(%)MoldingConditionRun#收缩与翘曲控制减小塑件内应力把大型的树状冷流道系统改为两浇口的热流道系统，减小了注塑压力和剪切应力结果非常好！最大变形量将是-0.5mm每个尺寸的预测值和样件的测量值都很接近。FordInstrumentClusterSep.1998MoldflowInternationalGroupHyundaiMotorsATOSModel仪表板要求:1.无破裂及残余应力低2.表面质量好(熔接痕、气泡、缩痕)3.开发周期短4.成本低Sep.1998MoldflowInternationalGroup仪表板充填分析结果：1.确定浇口类型，数量，位置2.优化流道系统3.降低过大的残余应力保压分析结果1.优化保压曲线2.优化制品结构3.确定所需的锁模力翘曲分析1.计算翘曲变形与收缩2.解决安装问题3.增加加强筋结构应力分析1.预测形状变形与应力分布2.确保无破裂现象产生Sep.1998MoldflowInternationalGroup效益：1.缩短开发周期2.减少试模时间(易于获得优化的工艺条件)3.满足装配精度要求4.减小翘曲变形量5.减少浇口数量与流道尺寸6.提高熔接痕强度7.避免缩痕与气泡仪表板节约成本60%Sep.1998MoldflowInternationalGroup27FORDAutomotiveInteriorPanelGas-assistusedtoeliminateasecondaryoperationInjectionPressureSep.1998MoldflowInternationalGroup28FordAutomotiveInteriorPanelSep.1998MoldflowInternationalGroup29内饰件外饰件Sep.1998MoldflowInternationalGroup雷诺汽车尾灯问题:1.翘曲变形2.表面缺陷(影响其光学性能)3.银丝4.尺寸超差5.废品率高(40%)SAFRANEproducedbyRenaultinFranceSep.1998MoldflowInternationalGroup雷诺汽车尾灯效益:1.废品率从40%降低到3%2.减少循环周期3秒(从54秒降到51秒)3.减小翘曲变形与尺寸误差(收缩).RedGreyTailLensModelSep.1998MoldflowInternationalGroup车门拉手效益:1.降低模具成本(单腔改为多腔)2.预测变形与收缩3.优化冷却系统4.优化流道与浇口5.减少试模时间6.减少流道重量8%7.工艺稳定,生产成本降低Sep.1998MoldflowInternationalGroup反光镜效益:1.减少开发周期(从30个月降到16个月2.优化制品结构与壁厚3.减少冷却时间4.降低翘曲变形量，提高装配精度5.降低缩痕6.确定优化的浇口位置与类型WingMirrorHousingafterassemblyBritaxRainsfords