Moldflow在汽车工业中的成功应用案例.pdf

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1、Sep.1998Moldflow International Group?Hyundai Motors Company 开 发?采 用 了 MF/流 动,保 压,冷 却,翘 曲 分析G-CAR 97 前 保 险 杠Front Bumper FasciaSep.1998Moldflow International GroupG-CAR 97 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PTDisplacementTransduce

2、rDessicantHopper DryerInjection Molding MachineLoad Cellsfor measuringcavity pressureDieTempT/CB.E.AT/CB.E.AT/CVol.Temp.Start Point of CoolingStart Point of Packing0 Mpa20 Mpa40 Mpa80 MpaPress.in MoldSep.1998Moldflow International Group填 充 阶 段决 定 最 佳 工 艺 参 数CAE Model for CavityMold TemperatureMelt T

3、emperature30 degC35 degC220 degC230degC1.优 化 工 艺 窗 口2.优 化 注 塑 文 件Ram Stroke(mm)Ram Velocity91 kg/cm2G-CAR 97 前 保 险 杠Sep.1998Moldflow International Group保 压 决 阶 段决 定 最 佳 工 艺 参 数P r e s s u r e(MP a)T i me(s e c)R a m p o s i t i o nP T 1P T 2P T 3R a mp o s i t i o nT i mea t w h i c hme l t r e a c

4、h e sP T 31 02 0051.优 化 保 压 文 件2.优 化 塑 件 重 量(4000g)3.决 定 注 塑 机 能 力-Max.2100 ton4.预 测 体 积 收 缩Time(sec)Packing Press.56 kg/cm2G-CAR 97 前 保 险 杠Sep.1998Moldflow International Group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-9 mm,测 量-9.4 mm在 模 具 制 造 前 决 定 模 具 收 缩 值G-CAR 97 前 保 险 杠Sep

5、.1998Moldflow International GroupPredicted by MFMeasured on Machine92 kg/cm291 kg/cm253 kg/cm256 kg/cm211.2 sec11-12 sec注 射压 力保 压压 力注 射时 间45 sec40 sec4100 g4260 g冷 却时 间塑 件重 量G-CAR 97 前 保 险 杠?一 次 试 模 成 功?与 测 量 值 非 常 接 近Sep.1998Moldflow International Group在 模 具 开 发 中 总 共 节 省?Hyundai Motor 上 半 年 节 约 20

6、0 万 美 元?通 过 使 用 Moldflow Dynamic Series#The record of cost saving by MOLDFLOW for the first half term in Hyundai Motors Co.(1998)July.14.1998类别壁 厚 减 小修 模一 模 多 腔项 目BumperBumperDoor Trim/Luggage Side节 约 成 本$999,540$26,920$1,153,850Set No.1016材 料 节 约:398g/EA(平 均)总 共 节 约 成 本:US$2,180,410Sep.1998Moldflow

7、 International GroupODYSSEY 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.1998Moldflow International Group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.1998Moldflow International Group1.变 形 问 题修 改 前 原 因 由 于 填 充 末 期 温 度

8、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.1998Moldflow International Group 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.1998Moldflow Internationa

9、l Group 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.1998Moldflow International Group收 益1.减 少 开 发 周 期2.提 高 质 量(熔 接 痕 问 题)3.满 足 设 计 公 差 要 求4.减 小 翘 曲5.预 测 收 缩 量测 量 数 据 与 Moldflow 分 析预 测 值 之 间 的 比 较与 测 量 值 非 常 接 近MeasuredPredictedby MOLDFLOWODYS

10、SEY 后 保 险 杠Sep.1998Moldflow International GroupFord Instrument Cluster?VDO Instruments Australia Pty.Ltd.开 发?采 用 了MF/流 动,保 压,冷 却,翘 曲 分 析Overview of Cluster&FactoryManufacturing Line for ClustersAutomotive Instrument ClusterSep.1998Moldflow International Group面 临 的 问 题1.开 发 新 型 周 期 长2.注 塑 周 期 长(60-70

11、sec)-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Ford Instrument ClusterSep.1998Moldflow International GroupFord Instrument Cluster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Tool makerMolderCAD OperatorCAE EngineerProject LeaderCADIntergraphEMS SystemCAEMoldflowFlow/C

12、ool/WarpCAMMaster Cam22 个 星 期 内 完 成Sep.1998Moldflow International Group注 塑 周 期 长(60-70 sec)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 9 mm 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)Ford Instrument ClusterSep.1998Moldflow International Group补 救 措 施(3)修 模 成 本 高1.将 ABS 材

13、 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$98,000Ford Instrument Cluster节 约 US$60,000Sep.1998Moldflow International Group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)50205554020 1062螺 杆位 移(mm

14、)优 化 工 艺 参 数熔 体 温 度=235 deg C模温=35 degC注 塑 行 程=62 mm保 压 时 间=15 sec冷 却 时 间=25 secFord Instrument ClusterSep.1998Moldflow International Group补 救 措 施(4)产 品 质 量11.11.21.31.41.51.6Run 1-3Run 4-6Run 7-9Run 10-12 Run 13-15 Run 16-18Av.Meas.PredictedShrinkage(%)Molding Condition Run#收 缩 与 翘 曲 控 制减 小 塑 件 内 应

15、 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。Ford Instrument ClusterSep.1998Moldflow International GroupHyundai Motors ATOS ModelATOS Instrument PanelRequirements1.Less residual stress andcrack for crash testing2.

16、High heat resistancefor hot testing3.Good appearance(weld-line,sink,air-trap)4.Short development timeis required5.Low cost for productionis requiredSep.1998Moldflow International GroupATOS Instrument PanelResult from Filling Analysis1.Gate type,number and location was determined2.Optimum size for th

17、e runner and gate system was identified3.Excessive residual stress was reduceResult from Packing Analysis1.Optimum packing profile was determined2.Proper part weight was determined3.Required clamp tonnage was decided for IMMResult from Warpage Analysis1.Warpage and shrinkage amount was predicted2.As

18、sembly problem was found in the middle of part3.Part was modified by using several ribsResult from Stress Analysis1.Deformed shape&stress distribution was predicted2.No crack was predicted and detectedSep.1998Moldflow International GroupEffect1.Reduce Development Time2.Reduce Mold Trial Time(Easy to

19、 get Optimum Processing Condition)3.Get Good Dimensional Tolerance for Assembly4.Reduce Warpage Amounts5.Reduce Gate number and Optimize Runner Size6.Increase Weld-line Stiffness7.Avoid Sink-mark&Air-trapATOS Instrument Panel60%Cost Saving60%Cost SavingSep.1998Moldflow International Group25Sep.1998M

20、oldflow International Group26Sep.1998Moldflow International GroupInstrument PanelDeveloped byLG Chemical R&D CenterUsedMF/Flow,Pack,Cool,WarpEffects1.Fix Warpage Problem2.Determine Shrinkage Amount&Exact Dimension3.Solve the Current Problem-Air Trap/Thermal Deformation for testing4.Determine the Wid

21、e Optimum Processing Window5.Decrease Reject Rate6.Determine Gate Location for Flow BalanceSep.1998Moldflow International Group28Gas-assistusedtoeliminateasecondaryoperationInjectionPressureSep.1998Moldflow International Group29Complex part,hot runner,and processPart is filled,valve timersat overspi

22、lls open,andgas is injectedSuccess of gas injectioneliminates the need foradding metalreinforcement assecondary operation“C-Mold predicted awell matched,symmetrical gas-penetration pattern.”Tanweer MallickFord Project EngineerSep.1998Moldflow International Group30Sep.1998Moldflow International Group

23、Automotive Fan?Dupont Canada 开 发?采 用 了 MF/流 动,保 压,冷 却,翘 曲 分 析Base Thickness=1.5 mmSep.1998Moldflow International Group效 果1.将 材 料 由 锻 钢 改 为 塑 料(66 nylon 加 填 料)2.减 轻 了 重 量3.降 低 了 成 本4.提 供 了 优 化 设 计 的 可 能-浇 口 和 熔 接 痕 位 置5.易 于 发 现 最 优 工 艺 参 数Automotive FanSep.1998Moldflow International Group工 艺 分 析Moldf

24、lowMF/Midplane 中 型 面 生成 器CAD 系 统CADKEY(SOLIDS)固 体 应 力 分 析EMRCs Nisa2*.CDL or IGES 文 件讨论修 改修 改通 过 下 述 方 法 缩 短 了 开 发 周 期Automotive FanSep.1998Moldflow International Group消 除 熔 接 痕 问 题5 个 潜 浇 口-5 个 点 浇 口在 熔 接 痕 处 进 行 温 度 和 压 力 控 制减 轻 重 量检 查 短 射,锁 模 力,生 产 力-压 力 范 围:87-175 MPa-冷 却 时 间:23-35 sec减 小 壁 厚:最

25、大 1.5 mm-重 量 从 300g 降 为 225gAutomotive FanSep.1998Moldflow International Group收 益1.缩 短 开 发 周 期2.提 高 质 量(熔 接 痕 问 题)3.预 测 注 塑 能 力 和 注 塑 周 期4.减 少 翘 曲5.降 低 塑 件 重 量Automotive FanSep.1998Moldflow International Group?Nippondenso 开 发?采 用 了MF/流 动,保 压,冷 却,翘 曲 分 析空 气 过 滤 净 化 器Sep.1998Moldflow International Gro

26、up效 果1.降 低 模 具 成 本(一 腔-两 腔)2.预 测 收 缩 和 翘 曲3.设 计 最 优 的 冷 却 系 统4.设 计 最 优 的 尺 寸5.减 少 试 模 时 间6.节 省 材 料空 气 过 滤 净 化 器空 气 过 滤 净 化 器 的 模 具u型 腔 的 形 状 不 同u型 腔 的 体 积 不 同u流 径 和 壁 厚 不 同Sep.1998Moldflow International Group空空 气气 过过 滤滤 净净 化化 器器 CAECAE 分分 析析 结结 果果-1 1冷 却 分 析-通 过 增 加 baffle 达 到 均 匀 冷 却，减 小 热 变 形，缩 短

27、注 塑 周 期流 动 分 析-通 过 增 加 部 分 壁 厚 导 流 来消 除 困 气-优 化 浇 口 位 置,流 道 尺 寸和 工 艺 参 数-控 制 流 动 平 衡 避 免 每 个 型 腔过 压 和 收 缩 不 均空 气 过 滤 净 化 器Sep.1998Moldflow International Group翘 曲 分 析预 测 塑 件 变 形:变 形 值 0.6 mm(最 大 容 许 变 形 值)收 缩 分 析-易 于 决 定 最 后 模 具 尺 寸.-预 测 采 用 不 同 压 力 保 压 的 效 果30 Mpa 保 压=0.8%收 缩45 Mpa 保 压=0.7%收 缩60 Mpa

28、 保 压=0.6%收 缩空 气 过 滤 净 化 器空空 气气 过过 滤滤 净净 化化 器器 CAECAE 分分 析析 结结 果果-2 2Sep.1998Moldflow International Group收 益固 定 成 本更 低 的 模 具 成 本减 少 试 模 次 数无 需 后 续 加 工可 变 成 本缩 短 注 塑 周 期节 省 材 料降 低 废 品 率节 省/塑 件-$6,966-$9,100-$10,000-$0.592/part-$0.158/part-$0.031/part-$0.781/part总 共 节 约(176,000 parts/year):$163,511空 气

29、过 滤 净 化 器Sep.1998Moldflow International Group-oAy|LLr gCAE Y-Q“z.-w .一體成型尾燈Ie:Ia:a_lr gSep.1998Moldflow International Group42产需1.强2.没3.好的耐冲击性4.低锁模力5.大量生产时的低成本CAE效益1.气体辅技术2.达 产质没变形3.好的耐冲击性4.低的锁-500 吨5.缩开发时间儀表板Ie:Ia:xSep.1998Moldflow International Group43L)Sep.1998Moldflow International Group44L)Sep.1998Moldflow International Group45UU)Sep.1998Moldflow International Group46UU)Sep.1998Moldflow International GroupCAE1.pMbS 2.a O3.Q 4.s_lr g散熱器蓋Ie:Ia:wa1.2.Mb3.w4.wS 5.