【射出成型】齒輪零件塑膠射出成型模擬

【射出成型】齒輪零件塑膠射出成型模擬 發佈日期 2024-07-03


使用Sigmasoft Virtual Molding優化一個複雜的齒輪零件的幾何設計,減少在注塑過程中產生的軸向變形。

關於使用虛擬成型軟體從頭到尾規劃和分析注塑製程的報告已經有很多。然而,許多人不知道該工具可用於在設計階段優化功能。 MS-Schramberg 是一家專門生產磁鐵的公司,擁有為汽車行業開發精密聚合物零件的記錄。以下齒輪的實際範例示範如何透過使用模擬來提高組件最佳化的效率。

本案例目標是在注塑模具製造之前利用Sigmasoft Virtual Molding軟體來優化零件幾何形狀,以降低齒輪的軸向變形。將模型導入軟體,創建相應的負腔,通過手動定義澆口點並應用選定的參數(填充時間、溫度等)將指定的聚合物填充進去,然後冷卻。

透過全因子實驗設計(full-factorial design)的模擬,系統地探討了幾何參數(如肋條數量、高度和寬度)對齒輪軸向變形的影響。經過模擬優化,最終將軸向變形降低了約90%,達到客戶的要求。模擬還幫助確定了最佳的澆注點數量,在兼顧成本和性能的前提下得到了最佳的解決方案。

模擬工具的系統化應用,幫助MS-Schramberg公司在不增加模具成本的情況下,優化了齒輪零件的幾何設計,使其在投入量產時就能滿足性能要求。這種方法可以有效地縮短開發周期,提高產品質量。

幾何優化的必要性

這種高度簡化的方法假設模具壁溫恆定。完整的模具,包括各種板和用於加熱和冷卻的迴路,只在後期考慮。因此,建模和模擬的工作量大幅降低,可以在很短的時間內模擬數百種情景。

需要多少澆口?

根據MS-Schramberg以前類似項目的經驗,所有模擬都是採用三個頂部澆口。當然,更均勻的纖維分佈和收縮帶來的正面影響,必須權衡模具成本和材料損耗成本的負面影響。但模擬預計可以快速得出準確的答案。不同澆口數量會導致纖維分佈的差異(圖5),進而造成收縮和變形的差異。這使得能夠準確預測每個齒上的變形。