外文翻譯--大型注塑模具設(shè)計(jì)仿真工具：2400升固體廢棄物集裝箱 中文版.docVIP

大型注塑模具設(shè)計(jì)仿真工具：2400升固體廢棄物集裝箱摘要大型容器產(chǎn)品通常使用諸如滾塑的程序，這些技術(shù)沒(méi)有零件重量或尺寸限制。TIIP，薩拉戈薩大學(xué)注塑成型的機(jī)械工程，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)下研發(fā)的CONTENURTM固體廢物的新容器高達(dá)2000升，其結(jié)果是一個(gè)新的主體達(dá)60公斤重。設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)合了數(shù)項(xiàng)CAE工具（美學(xué)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)及流變模擬），并在去年6月，顯示了最終結(jié)果，通過(guò)了不同的測(cè)試。如今，在市場(chǎng)上有超過(guò)5000個(gè)成品在模具生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有做過(guò)基本的修改（超過(guò)100噸的重量）。本文重點(diǎn)論述集成工具和流程的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品定義（即注射壓力，沖擊厚度和形狀的一部分力量）的方法。在這個(gè)過(guò)程中，特別是模具控制一些參數(shù)（注射速度，溫度，粘度，澆口位置.）的細(xì)節(jié)。關(guān)鍵詞：CAE設(shè)計(jì)；容器；注塑成型1.引言過(guò)去的幾年，CAE工具在注射熱塑性彈性體成型行業(yè)，構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)的革命。一個(gè)開(kāi)始直到最終的解決方案（包括幾個(gè)過(guò)程如開(kāi)發(fā)、測(cè)試的原型,修改數(shù)據(jù),新的測(cè)試,）的過(guò)程已經(jīng)被一個(gè)更快的設(shè)計(jì)、翻譯過(guò)程和最終的客戶(hù)在同一個(gè)電腦文件下一起工作（“并行工程”）的過(guò)程取代。因此,對(duì)模具制造和完成時(shí)間減少極大,同時(shí),引入了一些關(guān)于使用CAE的建議。薩拉戈薩工業(yè)大學(xué)注射塑料(T.I.I.P)車(chē)間,C.S.I.C相關(guān)單位,在注射熱塑性彈性體成型中，使用CAE工具已經(jīng)超過(guò)了15個(gè)年頭，同時(shí)在不同行業(yè)（機(jī)動(dòng)車(chē)、家電、包裝、玩具等）的上百個(gè)項(xiàng)目中積累了很多的經(jīng)驗(yàn)。T.I.I.P.的工作也包含著和歐洲不同的公司一起調(diào)研的項(xiàng)目（聚合物流變性、半自動(dòng)磨具設(shè)計(jì)等）。同時(shí)，這個(gè)組織一直意識(shí)到安排仿真技術(shù)制造的重要性，這種形式已經(jīng)合作并且由塑料工業(yè)基金會(huì)注射成型部研究會(huì)體質(zhì)指導(dǎo)。這個(gè)組織給注射成型企業(yè)提供了各項(xiàng)服務(wù)，并且從中沒(méi)有任何盈利（如圖1）。許多國(guó)家的工業(yè)組織通過(guò)不同的程序和研究方向?qū)@個(gè)中心進(jìn)行了支持（新的工藝比如氣輔技術(shù)或噴流注射成型；新的設(shè)計(jì)比如使用壓力和溫度的設(shè)備的過(guò)程測(cè)量技術(shù)）。圖1T.I.I.P注塑成型區(qū)域概貌2.容器工程1999年，第一個(gè)參與城市固體剩余物收集容器制造的西班牙公司（ContenurSPAIN，SL）去T.IIP-aiTIIP集團(tuán)共同進(jìn)行大尺寸的注塑件的設(shè)計(jì)工作，隨后測(cè)試了這些方案在這一領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)際可能性。該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是快速制造大容量（2400L和更多）的容器，與市場(chǎng)產(chǎn)品中加入了昂貴的加固結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)成型的焊接金屬板或塑料制品產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。顯然，構(gòu)成容器的所有部件中，主要的困難是單一模腔部分的制造。這個(gè)文獻(xiàn)提供了幾個(gè)零件和模具設(shè)計(jì)的例子和失敗的建議2,3，但是不太可能找到40kg重的大的塑料部件，而且，這個(gè)模具尺寸上的一個(gè)錯(cuò)誤沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決方案（運(yùn)輸?shù)侥＞吖ぞ咧圃焐痰闹圃旃S(chǎng)將會(huì)太昂貴，試驗(yàn)和誤差的方法也是不提供）。對(duì)于這個(gè)部件的設(shè)計(jì)，必須考慮到以下幾個(gè)方面：與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN125744要求的基本尺寸一致；卸載電阻（排出側(cè)）如（圖2）；在功能條件和位置區(qū)具有高的耐沖擊性；表面容易清洗；美學(xué)設(shè)計(jì)；最低的成本（不僅是加工和裝配，還包括維護(hù)）；安裝的沖壓機(jī)施加的鎖模力限制（大型機(jī)器鎖模力的限制范圍在5000噸和10000噸之間）；準(zhǔn)備標(biāo)記，也就是說(shuō)，有自由的和平坦的空間；材料的限制：采用其他CONTENUR設(shè)計(jì)的相同材料。圖2.裝卸作業(yè)的邊界條件，材料非線(xiàn)性模型，有限元模型。特別注意的兩個(gè)限制：范圍內(nèi)的最低成本和最大鎖模力。對(duì)于最低成本，厚度是關(guān)鍵（原料的成本），在制造時(shí)確定；因此，派生機(jī)器的成本大約為厚度5的平方。另一方面，為了降低其合模力，部件的投影面積和分布的壓力與一部分厚度也有很大的關(guān)系（狹窄區(qū)域產(chǎn)生較高的注射壓力，可能也會(huì)產(chǎn)生大合模力）。由Castany等研發(fā)的方法，不僅用于注射成型，也適用于其它類(lèi)似的技術(shù)6-8，如下：（a）測(cè)定產(chǎn)品的可行性：鎖模力和厚度在歐洲標(biāo)準(zhǔn)允許的基本幾何條件下調(diào)整尺寸。在這一步只是一般的線(xiàn)條設(shè)計(jì)，而不做功能細(xì)節(jié)。一些基本的結(jié)果如下表1所示。這些分析通過(guò)遺傳物質(zhì)的基本參數(shù)，高密度聚乙烯（表2）得到。對(duì)于高級(jí)步驟，通過(guò)幾個(gè)溫度條件計(jì)算。（b）選擇材料，結(jié)合熔體流動(dòng)指數(shù)（MFI）和機(jī)械性能，在注入點(diǎn)的位置進(jìn)行模擬，甚至不知道組件最終的幾何形狀，但得出幾個(gè)注入點(diǎn)的最好的位置是在容器主體的底部區(qū)域。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)與模具結(jié)構(gòu)和零件的形狀有關(guān)。（c）分析主體的形式和零部件的厚度，比較結(jié)構(gòu)上的選擇方案：側(cè)壁形狀，包括氣體輔助技術(shù)注入管的側(cè)壁形狀增加的慣性等也被列入考慮。（d）顯然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模塊設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一個(gè)其他問(wèn)題。這種方式中，容器上部邊框的半圓形狀是一個(gè)很困難的設(shè)計(jì)問(wèn)題，它由使用性能確定，但是在合模區(qū)域存在滑移。（e）將合適的零件體積和可行的不同形式與厚度和機(jī)械阻力的形式制造相結(jié)合。在這一步驟，有限元分析、3D設(shè)計(jì)和注料仿真技術(shù)同時(shí)進(jìn)行（圖3、4）。最終的零件尺寸如表3。表1簡(jiǎn)單塑料模型，第一次仿真分析結(jié)果主體厚度(mm)/質(zhì)量(kg)最大注射壓力(MPa)鎖模力(kN)6/5296166,0007/6071122,0008/685594,0009/764474,00010/843559,000表2基本模擬計(jì)算參數(shù)熔體溫度（）240在恒定速度下的注射時(shí)間秒20百分率50模具溫度（）40表32400L主體的基本尺寸（毫米）高度160