注射模并行设计的研究

    随着高分子化学技术的进步与发展，注塑制品因为材料成本低、重量轻、操作简便、成型简易、易于形成形状十分复杂的零件、具有较好的经济价值等优点，各种性能的塑料在工业中的应用越来越广泛。塑料流变学、几何造型技术、数控加工技术、计算机技术的突飞猛进及塑料工业对注射模的迫切需要，对注射模的设计制造提出了更高的要求以满足生产需要。

    1、并行设计方法

    1998年R.I.Winner提出了并行工程（Concurrent Engineering）思想，并行设计是并行工程的核心内容。所谓并行设计就是指在产品开发的设计阶段即综合考虑产品生命周期中工艺规划、制造、装配、测试、维护等其他环节的影响，实现各环节的并行集成。

    并行设计要在计算机技术的支持下，将原来分别从设计到制造的串行生产工作在时间和空间上交叉、重叠，充分利用原有技术，并吸收当前迅速发展的计算机技术、信息技术的优秀成果，达到提高质量、降低生产成本、缩短产品开发周期和产品上市时间的目标。

    2、注射模并行设计

    传统的注射模设计方法一般是根据设计者的经验和直觉确定模具型腔参数、设计流道和浇口等，然后进行工艺规划，最后交付车间进行模具加工，加工装配后进行试模，根据得到的试件对模具的设计进行评价，如发现问题则进行相应的改进。对比较复杂的异型件、模具流道板等部件的返工时有发生，一些注射工艺参数如注射压力、温度、时间、注射量等工艺参数也只能根据经验，反复试模来获得，而且注射成型过程中填充量不足、熔接痕位置不合理等问题也会造成废品率较高。传统的注射模设计方法缺乏科学依据，具有较大的盲目性，更重要的是即使最有经验的设计人员也不可能把各种因素都非常准确地考虑进去，因此会造成模具的大量设计返工，不仅浪费人力物力资源，而且使模具生产周期延长，成本居高不下，质量难以控制。因而，目前在家电、汽车等行业，形状复杂、精密度高零件的塑料模具进口的比例较大。

    2.1注射模CAE技术

    随着塑料制品应用的日益广泛，传统的注射模设计、生产方式已不能适应现代化社会发展对塑料制品的产量、质量和更新换代的速度要求。多年以来，人们一直期望能预测注射成型时塑料制品熔体在模具型腔中的流动过程及塑料制品在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，修改图纸而不是翻修模具。

    注射模CAE技术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理、数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观的模拟出实际成型中熔体的动态填充、冷却过程，定量的绘出成型过程的状态参数（如：压力，温度，速度等）。

    利用注射模CAE技术可在注射模制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷。它突破了传统的在注射机上反复试模、修模的束缚，为设计者修改设计提供了科学的依据。