立體光照成型的注塑模具工藝的綜合模擬摘要功能性零部件都需要設計驗證測試，車間試驗，客戶評價，以及生產計劃。在小批量生產零件的時候，通過消除多重步驟，建立了有快速成型形成的注塑模具，這種方法可以保證縮短時間和節約成本。這種潛在的一體化由快速成型形成注塑模具的方法已經被多次證明是可行的。無論是模具設計還是注塑成型的過程中，缺少的是對如何修改這個模具材料和快速成型制造過程的影響有最根本的認識。此外，數字模擬技術現在已經成為模具設計工程師和工藝工程師開注塑模具的有用的工具。但目前所有的做常規注塑模具的模擬包已經不再適合這種新型的注塑模具，這主要是因為模具材料的成本變化很大。在本文中，以完成特定的數字模擬注塑液塑造成快速成型模具的綜合方法已經發明出來了，而且還建立了相應的模擬系統。通過實驗結果表明，目前這個方法非常適合處理快速成型模具中的問題。關鍵詞注塑成型,數字模擬,快速成型引言在注塑成型中，聚合物熔體在高溫和高壓下進入模具中。因此，模具的材料需要有足夠的熱性能和機械性能來經受高溫和高壓的塑造循環。許多研究的焦點都是直接有快速成型形成注塑模具的過程。在生產小批量零件的時候，通過消除多重步驟，直接由快速成型形成的注塑模具可以保證縮短時間和節約成本。這種潛在的有快速成型形成注塑模具的方法已經被證明成功了。快速成型模具在性能上是有別與傳統的金屬模具。主要差異是導熱性能和彈性模量（剛性）。舉例來說，在立體光照成型模具中的聚合物的導熱率小于鋁制的工具的千分之一。在用快速成型技術來制造鑄模時，整個模具設計和注塑成型工藝參數都需要修改和優化，傳統的方法是改變徹底的刀具材料不過，目前還沒有對如何修改這個模具材料的方法有根本的了解在當前的模具中，僅僅改變一些材料的性能是不能得到一個合理的結果的。同樣，使用傳統方法的時候，實際生產的零件也會有出先次品。因此，研究出一個快速成型過程，材料和注塑模具之間的互動關系是非常火急的。這樣就可以確定模具設計標準和快速模具的注塑的技術。此外，計算機模擬是一種預測模塑件的質量的有效的方法。目前，商用仿真軟件包已經成為模具設計師和工藝工程師在注塑過程中例行性的工具。不幸的是，目前常規注塑成型的模擬程序已經不再適用于這個快速成型模具，因為它極大的需要不同的刀具材料。例如，利用現在的仿真軟件在鋁和立體光照模具之間做個實驗比較一下，雖然鋁模具模擬植的部分失真是合理的，但是結果是不可以接受的，因為誤差超過了百分之五十。在注塑成型中，失真主要是由于塑料零件的收縮和翹曲，模具也是一樣的。對于通常模具，失真的主要因素是塑料件的收縮和翹曲，這個在目前的模擬中能測試準確。但是對于快速成型模具，潛在的失真會更多，在當前的測試中，其中就會有些失真會被忽視。例如，用一個簡單的三步驟模擬分析模具變形的時候，就會出現很多偏差。在本文中，基于以上分析，一個新的快速成型模具的仿真系統已經開發出來了。擬議制度著重于預測部分失真，主要是用與預測快速成型模具的缺陷。先進的仿真系統可以用于預測快速成型模具設計和工藝是否最合理。我們的仿真系統已經被我們的實驗證明是沒有錯誤的。雖然有很多材料可以用于快速成型技術，但是我們還是專注于利用立體光照模具的技術來制造聚合物模具立體光照成型的過程是利用激光能量一層一層建立零件的部分。使用立體光照則可以體現出雙方在快速成型工業的商業優勢，而且在以后也可以生產出準確的，高品質的零部件。直到最近，立體光照主要是用于建立物理模型，為了檢查視覺效果，僅僅只利用了它的一點點功能。不過，新一代的立體光照的光改善了立體化，機械性能，熱學性能，所以它可以更好的應用于實際的模具中。2綜合仿真的成型過程2.1方法為了在注塑成型過程中模擬立體光照模具的功能，反復的試驗中得到了一個方法。不同的軟件組已經開發出來了，而且也已經做到了這一點。主要的假設是，溫度和負載邊界條件造成立體光照模具的扭曲，仿真步驟如下：部分幾何模型則作為一個實體模型，這將通過流量分析軟件包被翻譯到一個文件中。模擬光聚合物模具中熔融體填充的過程，然后輸出溫度和壓力的資料。在前一步獲得了熱負荷和邊界條件，然后對光模具進行結構分析，其中失真的計算是在該注塑過程中進行的。如果模具的扭曲收斂了，那么直接進行下一步否則，扭曲的型腔（改動扭曲后的型腔的尺寸）返回第二個步驟，以熔體形式模擬注入扭曲的模具中。然后注射成型零件的收縮和翹曲模擬就開始應用了，算出該成型零件最終的扭曲部分上述的模擬流動中，基本上是三個仿真模塊。2.2充型模擬的熔體2.2.1數字建模計算機仿真技術已經能成功的預測到在極其復雜的幾何形狀下的填充情況。然而，目前大多數字模擬是基于一種混合有限元和有限差的中性平面上的。模擬軟件包的應用過程基于這一模型說明圖。然而，不同與系統中模具設計中的表面實體模型，這里所謂的中性平面（如圖所示，圖）是一個假想的在中間型腔中有距離和方向的一個平面，這個平面可能會在應用的過程中帶來很大的不便。舉例來說，模具表面常用于目前的快速成型系統中（通常是格式），所以當用模擬軟件包的時候，第二次建模是不可避免的。那是因為模型在快速成型系統和仿真系統中是不一樣的。考慮到這些缺點，在模擬系統中，型腔的表面將以基準面來引入，而不是中性平面。根據以往的調查，流量和溫度場的方程式可以寫為：X,Y是中性平面坐標系中的兩個平面，是高度坐標，是，方向上的速度，是整體的平均厚度，,CP(T),K(T)分別表示聚合物的粘性，密度，周期熱，熱導率。圖是中性平面的模擬程序是維表面模型，是中性平面模型，是網狀的平面模型，是最后的模擬結果此外，在高度方向上的邊界條件的誤差可以表示為：正如圖中的中表示，TW是恒壁溫度.結合方程和方程，表明了u,v,T,P在坐標上面應該是對稱的，因此在上半個高度中的平均u,v應該和整個高度中的平均u,v是一樣的。根據這個特點，我們可以把整個型腔在上下高度上分為兩個部分，正如圖中的第一部分和第二部分。同時，型腔（如圖）表面產生的三角有限元將替代了中性平面（如圖）。因此，在高度方向上的有限元誤差僅僅限于型腔表面，正如圖所示，高度上的誤差將從到。這是中性平面上的單一性。此外，從圖到圖，坐標也隨之改變了。為了配合上述調整，方程仍是用方程。然而，原來的邊界條件高度方向則改寫為：與此同時，為了保持在同一坐標（）上的兩部分能夠流動，那么更多的邊界條件必須滿足。下標I和II則分別代表第一部分和第二部分的參數Cm-I和Cm-II則表示在填充階段中分開的兩個表面上的自由移動的熔融線。應該指出的是，方程與和方程與不同，和在數字模擬過程中將變的更難，主要原因是以下幾點：同一個斷層的表面都已經都已經有著特殊的網格，這將導致同一層上的獨特的格局因此，在比較兩個熔接口的時候，應該計算出各自的u,v,T,P。因為兩個部分都有各自的流道通向節點和節點（如圖所示）在同一段中，有可能兩個都充滿，也有可能一個滿，一個空這兩個情況應該分開處理，應該平均流動，使后者也分配到流動。這意味著在