【正文】 (product optimization consultant, MPA), MoldFlow Plastics Insisht (injection molding simulation analysis, MPI), and MoldFlow Plastics Xpert (injection molding process control specialists, MPX). Under normal circumstances, the most monly used MPI, is mainly used for injection molding process simulation to get the best number and location of the gate, reasonable flow channel system and cooling system, and cavity size, gate size, runner size and cooling systems to optimize the size and the injection molding process parameters may also be optimized. Moldflow Software Moldflow analysis techniques can be divided into three kinds, namely, Midplane, Fusion and 3D [23]. 4 Moldflow analysis of Midplane Midplane (in the surface flow) applications began in the 20th century, the 80s. The grid is a threenode triangular element, its principle is the 3D geometric model of simplified geometric model of the neutral surface (to be created in the model grid the middle of the wall thickness), using established simulation analysis of the neutral surface, ie to flow in plane to simulate threedimensional solid flow. The analysis of technological development has been very mature and stable, and the advantages for the analysis of speed and high efficiency. The simulation shown in Figure 3. Based on the flow of surface flow simulation of injection molding technology, software applications, the longest, widest range. But the practice shows that, based on the surface flow simulation software in the application of technology that has significant limitations, specifically as follows: (1) The user must construct a midsurface model. Using manual directly from the physical model structure in the surface model is very difficult and often takes a lot of time and can not be converted from other CAD models. (2) can not be described in a number of threedimensional features. If they can not describe the inertia effect, gravitational effects on melt flow, which fail to predict jet phenomenon, melt the forefront of Quan phenomena. (3) The use of CAD phase of the product model and stages of the use of CAE analysis model is not unified, so that the inevitable second modeling, CAD and CAE systems integration can not be achieved. 5 Moldflow39。s 3D analysis techniques These two techniques have overlooked the thickness direction of the physical quantity, only twodimensional simulation, and therefore results are not very precise. Moldflow Corporation39。s experience and level. 注塑模 CAE 技術(shù) 引言 塑料產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造和注塑工藝參數(shù)選擇等幾個(gè)主要方面。 20 世紀(jì) 60 年代，英國(guó)、美國(guó)和加拿大等國(guó)的學(xué)者如( 英 ) 、 （ 美 ）、 ( 加 ) 和(美 )等開展了一系列有關(guān)塑料熔體在模具型腔內(nèi)流動(dòng)與冷卻的基礎(chǔ)研究。 注塑模 CAE 技術(shù)的作用 圖 1和圖 2 給出了利 用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)注塑模具和利用注塑模 CAE 技術(shù)設(shè)計(jì)模具的特點(diǎn)和差異。同時(shí)幫助設(shè)計(jì)人員完成諸如流道系統(tǒng)的平衡設(shè)計(jì)，排氣槽的設(shè)置，合理確定注塑工藝參數(shù)等工作，這樣使得通常在必須反復(fù)試模修改而確定的模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)在模具設(shè)計(jì)構(gòu)思階段得以確定，縮短了模具設(shè)計(jì)制造周期、提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量。在計(jì)算機(jī)上模擬試模、修模和提高模具質(zhì)量，減少實(shí)際試模次數(shù)。 Moldflow 軟件是專業(yè)從事注塑成型 CAE 軟件和咨詢的 Moldflow公司的系列產(chǎn)品 ，該公司自 1976 年發(fā)行了世界上第一套注塑模 CAE軟件以來，一直主導(dǎo)注塑模 CAE 軟件市場(chǎng)。 Moldflow 軟件的模流分析技術(shù)可以分為三種，即 Midplane、Fusion 和 3D[23]。其模擬過程如圖 3 所示。 (2) 無法描述一些三維特征。 2020 年推出的 Fusion 分析技術(shù)，使得用戶不需要抽取中性面就可以進(jìn)行分析，克服了幾何模型的重建問題，大大減輕了用戶建模的負(fù)擔(dān)。 雙面流技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是模型的準(zhǔn)備時(shí)間大大縮短，這樣就大大減輕了用戶建模的負(fù)擔(dān)，將原來需要幾小時(shí)甚至幾天的建模工作縮短為幾分鐘。由于上、下表面的網(wǎng)格無法一一對(duì)應(yīng)，而且網(wǎng)格形狀、方位與大小也不可能完全對(duì)稱，所以如何將上、下對(duì)應(yīng)表面的熔體流動(dòng)前沿的差別控制在所允許的范圍內(nèi)是實(shí)施雙面流技術(shù)的難點(diǎn)。其立體網(wǎng)格是由四節(jié)點(diǎn)的四面體單元組成。因此，目前該技術(shù)普及率不是很高，不過它最終必將取代中面流技術(shù)和雙面流技術(shù)。但是，從注塑成型工藝過程來看， 塑料熔體的填充、流動(dòng)、保壓和冷卻是交織在一起并相互影響的，因此，填充、流動(dòng)、保壓和冷卻分析模塊必須有機(jī)地結(jié)合起來，進(jìn)行耦合分析，才能綜合反映注塑成型的真實(shí)情況。 （ 5）注塑模 CAD/CAE/CAM的集成化與網(wǎng)絡(luò)化 目前的商品化注塑模 CAE 軟件與 CAD、 CAM 軟件之間的數(shù)據(jù)傳遞 主要依靠文件的轉(zhuǎn)換，這容易造成數(shù)據(jù)的丟失和錯(cuò)誤。同時(shí)， CAE 技術(shù)的出現(xiàn)也使注塑模設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技藝走上科學(xué)化的道路，在一定程度上改變了注塑模傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，但目前CAE 技術(shù)并不能代替人的創(chuàng)造性工作，只能作為一種輔助工具幫助工程師了解方案中存在的問題，還難以提供一個(gè)明確的改進(jìn)方案，仍需通過反復(fù)交互（分析－修改－再分析），才能將設(shè)計(jì)人員的正確經(jīng)驗(yàn)體現(xiàn)到模具設(shè)計(jì)中去，而設(shè)計(jì)方案的確定很大程度上仍需依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平。為適應(yīng)電子商務(wù)的發(fā)展要求，這個(gè)集成系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)異地的 “ 協(xié)同設(shè)計(jì) ” 和 “ 虛擬制造 ” 。 （ 4）對(duì)新的注塑成型方法進(jìn)行模擬分析 目前，在常規(guī)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了一些新的注塑成型方法，比如氣體輔助注射、薄壁注塑成型、反應(yīng)注 射和共注射等。目前的商品化模擬軟件模型沒有完全考慮物理量在厚度方向上的影響，為了進(jìn)一步提高軟件的分析精度和使用范圍，必須進(jìn)一步完善目前的數(shù)學(xué)模型和算法。對(duì)于上述分析結(jié)果也可利 用等位線或等位面方式顯示，讓實(shí)體模型內(nèi)、外部各變量的變化情形顯示更清楚， Moldfiow 還提供動(dòng)畫的功能，透過 3D 動(dòng)畫的方式顯示塑料熔體在型腔中的流動(dòng)變化，讓用戶更直觀地看清設(shè)計(jì)與制造過程中可能遇到的問題。 Moldflow 的 3D分析技術(shù) 以上兩種技術(shù)都忽略了厚度方向的物理量，只是二維的模擬，因而結(jié)果不是十分精確。 但是 雙面流技術(shù)有以下不足： (1) 由于雙面流技術(shù)沒有從根本上解決中性面的問題，所以還是無法描述某些三維特征，如不能描述慣性效應(yīng)、重力效應(yīng)對(duì)熔體流動(dòng)的影響，不能預(yù)測(cè)噴射現(xiàn)象、熔體前沿的泉涌現(xiàn)象等。在流動(dòng)過程中，上、下兩表面的塑料熔體同時(shí)并且協(xié)調(diào)地流動(dòng)，其 模擬過程如圖 4 所示。 (3) 由于 CAD階段使用的產(chǎn)品模型和 CAE階段使用的分析模型不統(tǒng)一，使二次建模不可避免， CAD 與 CAE 系統(tǒng)的集成也無法實(shí)現(xiàn)。但是實(shí)踐表明，基于中面流技術(shù)的模擬軟件在應(yīng)用中具有很大的局限性，具體表現(xiàn)為： (1) 用戶必須構(gòu)造出中面模型。其網(wǎng)格是三節(jié)點(diǎn)的三角形單元，其原理是將 3D 幾何模型簡(jiǎn)化成中性面幾何模型（即將網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處），利用所建立的中性面進(jìn)行模擬分析，即以平面流動(dòng)來仿真三維實(shí)體流動(dòng)。 MoldFlow