2.1 概述

Moldflow的設(shè)計分析解決方案是全球塑料注射成型行業(yè)中使用最廣泛、技術(shù)最先進的。Moldflow是一個提供深入塑件和模具設(shè)計分析的軟件包，它提供強大的分析功能、可視化功能和項目管理工具。

2.1.1 軟件簡介

塑件從設(shè)計到成型生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，它主要包括塑件設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具加工制造和模塑生產(chǎn)等方面，它需要產(chǎn)品設(shè)計師、模具設(shè)計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成，它是一個設(shè)計、修改、再設(shè)計的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過程。

模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑件在航空航天、電子、機械、船舶和汽車等行業(yè)的推廣應(yīng)用，對模具設(shè)計的要求也越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)當(dāng)今的要求。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計相比，計算機輔助工程技術(shù)無論是在提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的效用。

Moldflow軟件是歐特克公司開發(fā)的一款用于塑件、模具的設(shè)計與制造的軟件。Moldflow軟件為企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計及制造的優(yōu)化提供了整體的解決方案，幫助工程人員輕松地完成整個流程中各個關(guān)鍵點的優(yōu)化工作。

Moldflow軟件可以模擬整個注射過程及這一過程對注射成型產(chǎn)品的影響。Moldflow工具中融合了一整套設(shè)計原理，可以評價和優(yōu)化組合整個過程，可以在模具制造以前對塑料產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和質(zhì)量進行優(yōu)化。

在產(chǎn)品的設(shè)計及制造環(huán)節(jié)，提供了兩大模擬分析軟件：AMA（Moldflow塑件顧問）和AMI（Moldflow高級成型分析專家）。

AMA簡便易用，能快速響應(yīng)設(shè)計者的分析變更，因此主要針對注射產(chǎn)品設(shè)計工程師、項目工程師和模具設(shè)計工程師，用于產(chǎn)品開發(fā)早期，快速驗證產(chǎn)品的制造可行性。AMA主要關(guān)注外觀質(zhì)量（熔接線、氣穴等）、材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化（壁厚等）、澆口位置和流道（冷流道和熱流道）優(yōu)化等問題。

AMI用于注射成型的深入分析和優(yōu)化，是全球應(yīng)用最廣泛的模流分析軟件。企業(yè)通過AMI這一有效的優(yōu)化設(shè)計制造工具，可將優(yōu)化設(shè)計貫穿于設(shè)計制造的全過程，徹底改變傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗的“試錯”的設(shè)計模式，使產(chǎn)品的設(shè)計和制造盡在掌握之中。Moldflow 2021軟件為AMI系列軟件中功能最全、版本最新的軟件。

2.1.2 軟件功能

1．優(yōu)化塑件

運用Moldflow軟件，可以得到塑件的實際最小壁厚，優(yōu)化塑件結(jié)構(gòu)，降低材料成本，縮短生產(chǎn)周期，保證塑件能全部充滿。

2．優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)

運用Moldflow軟件，可以得到最佳的澆口數(shù)量與位置、合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進行優(yōu)化，在計算機上進行試模、修模，大大提高模具質(zhì)量，減少實際修模次數(shù)。

3．優(yōu)化注射工藝參數(shù)

運用Moldflow軟件，可以確定最佳的注射壓力、保壓壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時間、保壓時間和冷卻時間，以注射出最佳的塑件。

2.1.3 AMI軟件介紹

AMI軟件作為數(shù)字樣機解決方案的一部分，為數(shù)字樣機的使用提供了一整套先進的塑料工程模擬工具。AMI軟件強大的深入分析功能，能夠優(yōu)化塑料產(chǎn)品和與之關(guān)聯(lián)的模具，模擬當(dāng)今最先進的成型過程。目前，AMI軟件普遍應(yīng)用于頂級的汽車制造、醫(yī)療、消費電子和包裝行業(yè)，幫助公司將新產(chǎn)品更快地推向市場。

AMI軟件在確定最終設(shè)計之前，在計算機上進行不同材料、產(chǎn)品模型、模具設(shè)計和成型條件的實驗。這種在整個產(chǎn)品的開發(fā)過程評估不同狀況的能力使得在實際生產(chǎn)中能夠獲得高質(zhì)量產(chǎn)品。AMI軟件幫助用戶“第一時間改好”，從而避免了制造階段成本的提高和時間的延誤。

AMI軟件致力解決與塑料成型相關(guān)的設(shè)計和制造問題。對于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品和模具的各種成型過程，包括一些新的成型方式，它都有專業(yè)的模擬工具。AMI軟件不但能夠模擬最普通的成型過程，而且可以模擬為滿足苛刻設(shè)計要求而采取的獨特的成型過程。在材料特性、成型分析、幾何模型方面的領(lǐng)先技術(shù)，讓AMI軟件代表最前沿的塑料模擬技術(shù)。AMI軟件可以縮短開發(fā)周期，降低成本，并且讓團隊有更多的時間去創(chuàng)新。

AMI軟件包含了最大的塑料材料數(shù)據(jù)庫。用戶可以查到超過8000種商用塑料的最新最精確的材料數(shù)據(jù)，因此能夠放心評估不同的候選材料或者預(yù)測最終應(yīng)用條件苛刻的成型產(chǎn)品的性能。AMI軟件中也可以看到能量使用指示和塑料的標(biāo)識，因此可以更進一步地降低材料能量并且選擇對可持續(xù)發(fā)展有利的材料。

AMI軟件賦予工程師深入分析的能力去幫助他們解決最困難的制造問題。由于分析結(jié)果高度可信，甚至最復(fù)雜的產(chǎn)品模型，AMI軟件也能夠使工程師團隊在模具制造前預(yù)測出制造缺陷，真正地減少費時費錢的修模工作。通過完善的控制分析過程參數(shù)和廣泛的可定制的結(jié)果，AMI軟件能夠?qū)⒎治鼋Y(jié)果和實際成型條件精確關(guān)聯(lián)，預(yù)測潛在問題并采取改善措施去避免。一旦分析完成，可以使用自動報告生成工具制成普遍格式（如Microsoft Word或Power Point）的報告，這樣就可以和設(shè)計、制造團隊的其他人員分享有價值的模擬結(jié)果，從而提高協(xié)同性而使開發(fā)更流暢。

2.1.4 主要模塊

1．中性面

中性面不僅大大縮短了對塑件進行造型的時間，而且可以自動產(chǎn)生網(wǎng)格化的實體中性面，使用戶可以進行深入的工藝分析。

2．雙層面

雙層面是處理CAD模型最方便的方法，在保證流動、保壓、優(yōu)化、冷卻和翹曲等分析的基礎(chǔ)上，能夠減少處理模型的時間。用戶在使用AMI軟件進行熱固性塑料模具分析時，也可以使用雙層面。使用雙層面可以改進塑件和模具的設(shè)計，確定材料和工藝條件，從而在質(zhì)量、成本和時間上取得最佳組合。

3．三維

三維技術(shù)解決的是一類以前用傳統(tǒng)的有限元法無法解決的問題，即在厚的部件中，熔化的塑料可以向各個方向流動。三維解決方案通過使用基于實體四面體的有限單元網(wǎng)格技術(shù)，在非常厚的塑件上執(zhí)行真正的三維模擬。

4．澆口位置分析

澆口位置分析可自動分析出最佳澆口的位置。如果模型需要設(shè)置多個澆口，可以對模型進行多次澆口位置分析。當(dāng)模型已經(jīng)存在一個或者多個澆口時，可以進行澆口位置分析，系統(tǒng)會自動分析出附加澆口的最佳位置。

5．成型窗口分析

成型窗口分析幫助定義能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的成型工藝條件范圍。在這個范圍內(nèi)，就可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

6．流動分析

使用填充+保壓可以幫助設(shè)計人員確定合理的澆口、流道數(shù)目和位置、平衡流道系統(tǒng)和評估工藝條件以獲得最佳保壓階段設(shè)置，提供一個健全的成型窗口，能夠預(yù)測注射壓力、鎖模力和熔料流動前沿溫度、熔接線和氣穴可能出現(xiàn)的位置以及充填時間、壓力和溫度分布，并確定和更正潛在的塑件收縮和翹曲變形等質(zhì)量缺陷。

流動分析能分析聚合物在模具中的流動，并且優(yōu)化型腔的布局、材料的選擇、填充和保壓的工藝參數(shù)，可以在產(chǎn)品允許的強度范圍內(nèi)和合理的充模情況下減少型腔的壁厚，把熔接線和氣穴定位在結(jié)構(gòu)和外觀允許的位置上，并且定義一個范圍較寬的工藝條件，而不用考慮生產(chǎn)車間條件的變化。填充+保壓能夠為注射成型從塑件設(shè)計、模具設(shè)計到成型工藝方面提供全面和并行的解決方案。

7．冷卻分析

冷卻分析是一種用于對模具冷卻回路、鑲件、網(wǎng)格模型和模板進行建模及分析模具冷卻系統(tǒng)效率的工具。冷卻分析分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響，優(yōu)化冷卻水道的布局和工作條件。

冷卻和填充+保壓相結(jié)合，可以模擬完整的動態(tài)注射過程，從而改進冷卻水道的設(shè)計，使塑件均勻冷卻，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，從而降低模具總體制造成本。

8．翹曲分析

翹曲分析可預(yù)測整個塑件的翹曲變形，同時可指出產(chǎn)生翹曲的主要原因及相應(yīng)的改進措施。翹曲分析可幫助預(yù)測由成型工藝引起的應(yīng)力集中而導(dǎo)致的塑件的收縮和翹曲，也可以預(yù)測由不均勻壓力分布而導(dǎo)致的模具型芯偏移、明確翹曲原因、查看翹曲變形將會發(fā)生的區(qū)域及翹曲變形趨勢，并可以優(yōu)化設(shè)計、材料選擇和工藝參數(shù)以便在模具制造之前控制塑件變形。

9．收縮分析

收縮分析可以通過聚合物的收縮數(shù)據(jù)和流動分析結(jié)果來確定型腔的尺寸。通過使用收縮分析，可以在較寬的成型條件下及緊湊的尺寸公差范圍內(nèi)，使型腔的尺寸更準(zhǔn)確地同產(chǎn)品的尺寸相匹配，使型腔修補加工及模具投入生產(chǎn)的時間大大縮短，改善產(chǎn)品組裝時的相互配合程度，進一步減少廢品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過流動分析結(jié)果確定合理的塑料收縮率，保證型腔的尺寸在允許的公差范圍內(nèi)。

10．流道平衡分析

流道平衡分析可以幫助判斷流道是否平衡，并給出平衡方案，對一模多腔或者組合型腔的模具來說，熔體在澆注系統(tǒng)中流動的平衡是十分重要的。如果塑料熔體能夠同時到達并充滿模具的各個型腔，則稱此澆注系統(tǒng)是平衡的。

平衡的澆注系統(tǒng)不僅可以保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以保證不同型腔內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。它可以保證各型腔的充填時間保持一致，保證均衡的保壓壓力，保持一個合理的型腔壓力，優(yōu)化流道的容積，節(jié)省充模材料。

11．纖維填充取向分析

纖維填充取向分析是使用一系列集成的分析工具來幫助優(yōu)化由含纖維塑料的流動而引起的纖維取向及塑料/纖維復(fù)合材料的合成機械強度；幫助判斷和控制含纖維塑料內(nèi)部的纖維取向，減小成型產(chǎn)品上的收縮不均；幫助判斷和控制整個注射過程的取向，從而減小或消除產(chǎn)品的翹曲。

12．結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析

結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析可分析塑件在受外界載荷的情況下的力學(xué)性能，根據(jù)注射工藝條件，優(yōu)化塑件的剛度和強度。結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析可預(yù)測在外載荷和溫度作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力和位移。

對于纖維增強塑料，結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析可根據(jù)流動分析和塑料種類的物性數(shù)據(jù)來確定材料的力學(xué)特性。

13．氣體輔助成型分析

氣體輔助成型分析模擬市場上的氣體輔助注塑機的注射過程，對整個氣體輔助注射成型過程進行優(yōu)化。氣體輔助注射成型方法通常是將加入了氮氣的氣體注入聚合物熔體中，氣體推動熔體流進型腔完成填充。

將氣體輔助成型、冷卻、纖維填充取向和翹曲結(jié)合起來，就可以預(yù)測放置熔體的位置和氣體入口位置、熔體和氣體的比例、放置氣道的位置及氣道尺寸等。

14．工藝優(yōu)化分析

工藝優(yōu)化分析是根據(jù)給定的模具、注塑機、注射材料等參數(shù)及流動分析結(jié)果自動產(chǎn)生保壓曲線。其用于注塑機參數(shù)的設(shè)置，從而免除了試模時對注塑機參數(shù)的反復(fù)調(diào)試。工藝優(yōu)化分析采用用戶給定或默認的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，有效地控制產(chǎn)品的尺寸精度、表面缺陷及翹曲變形。

15．熱固性塑料的流動及融合分析反應(yīng)注射成型模塊

應(yīng)用反應(yīng)注射成型模塊，用戶可以模擬熱固性樹脂的流動和固化，并深入理解這些復(fù)雜的處理過程。用戶可以預(yù)測熱固性和橡膠成型方法、反應(yīng)注射成型（RIM）、增強型反應(yīng)注射成型（SRIM）和樹脂傳遞模（RTM）的可制造性，縮短成型周期，優(yōu)化工藝條件。另外，芯片封裝模塊可模擬集成電路（IC）封裝等。