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作者：陕西科技大学 杨文庆 卢军    来源：机械与模具

摘 要：通过实例论述了Pro/E下制品的三维设计、注射成型工艺分析、模具的分型面创建、模具的体积块抽取、模具的开模仿真以及模具模型的装配的具体过程，着重给出了模具分析过程中的具体操作步骤，充实了整个设计过程。
关键词：Pro/E 模具分析 模具设计
一、引言
随着信息技术的发展，同时面对日益激烈的竞争，企业设计产品向高效率、低成本和一次成型的目标方向发展，可见应该大力推广一些高性能的产品设计软件及其设计思想。Pro/E软件以其强大的造型及结构设计功能在产品的开发设计中得到越来越广泛的应用，其采用基于特征的参数化造型、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改和全数据相关的技术，为有效缩短产品的开发周期提供了条件。
二、结构特征分析
鼠标是计算机必须配置的电子设备。其要求外观漂亮、手感好耐磨性好，无毒无味，尺寸稳定性好，光学性能好。从成型的角度考虑应该成型性能良好，原料来源广泛。由于鼠标产量比较大，要求生产周期短，综合考虑各方面的因素，在此选择ABS作原材料。
三、三维建模
造型良好的三维模型是进行下一步——模具设计的基础。该制件通过拉伸、切剪、拔模、倒圆角、抽壳、阵列等命令建立实体模型(见图1)。

图1 鼠标外壳三维特征

四、注射成型工艺性分析
1、模型的质量属性
2、厚度均匀性分析
依次点选菜单分析(Analysis)→模型分析(Model A nalysis)→在“模型分析(Model Analysis)”对话框中选择分析类型为“厚度(Thickness)”→检测方法选“平面(Plane)”在制件上选择鼠标壳底部对应Front面的台阶面，此时分析结果即可在Pro/E界面显示出来。
3、拔模斜度分析
选择菜单应用程序(Applications)→模具(Mold)/铸造(C a stin g)，这时系统将模具分析(Mold Analysis)菜单加载到分析(A nalysis)菜单下，点选模具分析(Mold Analysis)菜单，在“模具分析(Mold Analysis)”对话框中选择分析类型为[拔模检测(DraftCheck)]→在曲面选项栏中选择“曲面(Surface)”选项→按下“箭头”，选择鼠标壳内表面为检测面→在拖拉方向选项栏选择“平面(Plane)”，选择TOP面为参考面，调整拔模方向使之指向制件开口方向→输入拔模斜度：1º，检测结果如图2所示，制件满足拔模要求。

图2 拔模分析结果

五、模具设计
1、建立新的模具设计文件。
2、建立模具装配模型，生成模具体积块。
3、设置收缩率。
4、设计分型面。
Pro/E模具设计中要求分型面不能有破孔，这就必须通过填补破孔来形成完整的曲面，通过复制、平整、裙边等一系列操作直到所建立的分型面可以切开工件体积块或者模具体积块(图3)。

图3 主分型面

5、浇注系统的设计。
6、分割、抽取体积块。
经过模具体积块(Mold Volume)→分割(Split)→两个体积块(TwoVolumes)所有工件All Workpcs→完成(Done)，选择分型面，将工件分割开来，并分别定义各个体积块的名字。
7、浇注产生零件并进行开模仿真(图4)。

图4 开模仿真效果图

六、模具的流动模拟分析
1、打开成型零件文件。
单击工具栏中的“打开文件夹”图标，或依次点选文件(File)→打开(Open)，选择建立的浇注零件，单击“打开”按钮。
2、建立基准点。
单击“基准工具栏”中的“基准点”图标，或依次点选菜单中的插入(Insert)→模型基准(Model Datum)→点(Point)，打开“基准点(Datu mP o i n t)”对话框，在模型中点选浇道上的边缘，在对话框的[参照(References)]一栏中选择“居中(Center)”，单击“确定”按钮，即完成了基准点PNT0 的创建。
3、进入塑料顾问( PlasticAdvisor)操作界面并进行分析。
( 1 )选择材料并设置成型参数。
单击“Adviser( 顾问工具栏)”中的图标，或依次点选A d viser( 顾问)→ MoldingParameters…(成型参数)，打开“Para m eters…(成型参数)”对话框。选择[Select Material(选择材料)]选项卡，在[CommonlyUsed Materials(常用材料)]一栏中选择“Generic ABS”项；选择[Processing Conditions(加工条件)]选项卡，设置模具温度为80℃、注射温度为230℃、注射最大压力为120MPa，其他选项接受系统得默认设置，单击 “确定”按钮。
(2)进行浇口位置分析。
材料和成型参数确定后，应该首先进行成型工艺条件分析，以得到最佳的成型参数。
单击单击“A d v i s e r ( 顾问工具栏)”中的图标，或依次点选A d v i s e r( 顾问)→A d v i s e r S e l e c t i o n…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)” 对话框。选择[Select an analysis aim(选择分析目标)]中的“Gate Location Analysis(浇口位置分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始有关的分析、计算。分析过程结束后，出现“R e s u ltSummary(结果总结)”对话框，结果查看完毕后，单击“Close”，关闭此对话框。另外，分析的结果在模型中也以不同的颜色显示标示出了最佳浇口位置。
(3)塑料流动分析。
单击“A d v i s e r ( 顾问工具栏) ”中的图标，或依次点选A d v i s e r ( 顾问)→A d v i s e rS e l e c t i o n…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)”对话框。选择[S e le c t an analysis aim(选择分析目标)]中的“Plastic Flow Analysis(塑料流动分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始自动进行分析、计算，并对模型进行填充。分析完之后，在弹出的“Result Summary(结果总结)”对话框中可以查看结果，之后，单击“Close”按钮关闭对话框。从“Confidence of Fill(填充状况)”检查结果，如果制件的颜色全部显绿色，说明填充状况良好。
(4)冷却质量分析
单击“Adviser( 顾问工具栏) ”中的图标，或依次点选Adviser ( 顾问)→Adviser Selection…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)” 对话框。选择[Select an analysis aim(选择分析目标)]中的“Cooling Quality Analysis(冷却质量分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始自动进行计算、分析。分析完之后，在弹出的“ResultSu m m a ry(结果总结)”对话框中可以查看结果，之后，单击“Close”按钮，关闭对话框。分析结果此时即在Pro/E塑料顾问界面下显示出来。
七、整套模具的装配和其它模具零件的设计
调用P T C 标准模架库(Moldbase)，放置型腔、型芯，再利用EMX4.1(模具专家系统)进行螺顶杆、定位销、支柱和滑块装置等其它模具零件设计，同时完成顶出系统、冷却系统的设计(图5)。

图5 定义完成后的模型

八、结束语
基于Pro/E的零件造型过程在直观的三维环境下进行，产品设计不再需要进行艰难的空间构想及大量繁琐的尺寸计算，模型的更改设计简单易行。通过本例可以看出Pro/E不仅能在三维设计中展示其强大的功能，更能在造型及模具分析中发挥很大的优势，这种三维造型、成型工艺分析、流动模拟分析及模架装配一体化的设计模式大大提高设计效率、减少了试模概率、弥补了经验不足带来的缺陷，缩短了产品的研发周期，对于促进企业的技术进步具有良好的推动作用。
参考文献
[1]葛正浩. P ro/E n gi n e erWildfire 塑料模具设计入门与实践. 北京：化学工业出版社.2004.
[ 2 ]曹岩 程维中等. P r o /E n gin e er Wild fire 模具设计实例精解. 北京：机械工业出版社.2005.(end)

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

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（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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作者：江西工业技术学院 徐强

一、模具价格计算
1、经验计算法
模具价格=材料费+设计费+加工费与利润+增值税+试模费+包装运输费
各项比例通常为：
材料费：材料及标准件占模具总费用的 15%-30%;
加工费与利润：30%-50%;
设计费：模具总费用的10%-15%;
试模：大中型模具可控制在3%以内,小型精密模具控制在5%以内;
包装运输费:可按实际计算或按3%计;
增值税：17%
2、材料系数法
根据模具尺寸和材料价格可计算出模具材料费：
模具价格 =(6～10)×材料费
锻模塑料模 =6×材料费
压铸模 =10×材料费
二、模具报价估计
1、首先要看客户的要求，因为要求决定材料的选择以及热处理工艺。
2、选择好材料，出一个粗略的模具方案图，从中算出模具的重量（计算出模芯材料和模架材料的价格）和热处理需要的费用。（都是毛胚重量）
3、加工费用，根据模芯的复杂程度，加工费用一般和模芯材料价格是 1.5～3：1，模架的加工费用一般是1：1。
4、风险费用是以上总价的10%。
5、税
6、设计费用是模具总价的10%。
三、模具的报价策略和结算方式
模具的报价与结算是模具估价后的延续和结果。从模具的估价到模具的报价，只是第一步，而模具的最终目的，是通过模具制造交付使用后的结算，形成最终模具的结算价。在这个过程里，人们总是希望，模具估价=模具价格=模具结算价。而在实际操作中，这四个价并不完全相等，有可能出现波动误差值。这就是以下所要讨论的问题。
当模具估价后，需要进行适当处理，整理成模具的报价，为签定模具加工合同做依据。通过反复洽谈商讨，最后形成双方均认可的模具价格，签订了合同。才能正式开始模具的加工。
1、模具估价与报价、报价与模具价格
模具估价后，并不能马上直接作为报价。一般说来，还要根据市场行情、客户心理、竞争对手、状态等因素进行综合分析，对估价进行适当的整理，在估价的基础上增加 10-30% 提出第一次报价。经过讨价还价，可根据实际情况调低报价。但是，当模具的商讨报价低于估价的 10% 时，需重新对模具进行改进细化估算，在保证保本有利的情况下，签订模具加工合同，最后确定模具价格。模具价格是经过双方认可且签订在合同上的价格。
这时形成的模具价格，有可能高于估价或低于估价。当商讨的模具价格低于模具的保本价进，需重新提出修改模具要求、条件、方案等，降低一些要求，以期可能降低模具成本，重新估算后，再签订模具价格合同。应当指出，模具是属于科技含量较高的专用产品，不应当用低价，甚至是亏本价去迎合客户。而是应该做到优质优价，把保证模具的质量、精度、寿命放在第一位，而不应把模具价格看得过重，否则，容易引起误导动作。追求模具低价，就较难保证模具的质量、精度、寿命。廉价一般不是模具行业之所为。但是，当模具的制造与制品开发生产是同一核算单位或是有经济利益关系时，在这种情况下，模具的报价，应以其成本价作为报价。
算模具的基本成本价部分，其它的成本费用、利润暂不考虑，待以后制品生产的利润再提取模具费附加值来作为补偿。但此时的报价不能作为真正的模具的价格，只能是作为模具前期开发费用。今后，一旦制品开发成功，产生利润，应提取模具费附加值，返还给模具制造单位，两项合计，才能形成模具的价格。这时形成的模具价格，有可能会高于第一种情况下的模具价格，甚至回报率很高，是原正常模具价格的几十倍，数百倍不等。当然，也有可能回报率等于零。
2、模具价格的地区差与时间差
这里还应当指出，模具的估价及价格，在各个企业、各个地区、国家；在不同的时期，不同的环境，其内涵是不同的，也就是存在着地区差和时间差。为什么会产生价格差呢，这是因为：一方面各企业、各地区、国家的模具制造条件不一样，设备工艺、技术、人员观念、消费水准等各个方面的不同，产生在对模具的成本、利润目标等估算不同，因而产生了不同的模具价格差。一般是较发达的地区、或科技含量高、设备投入较先进，比较规范大型的模具企业，他们的目标是质优而价高，而在一些消费水平较低的地区，或科技含量较低，设备投入较少的中小型模具企业，其相对估算的模具价格要低一些。另一方面，模具价格还存在着时间差，即时效差。不同的时间要求，产生不同的模具价格。这种时效差有两方面的内容：一是一付模具在不同的时间有不同的价格；二是不同的模具制造周期，其价格也不同。(end)

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作者：上海东华大学管理学院 张婷婷    来源：《中国机械与金属》

热流道系统一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。热喷嘴一般包括热尖式、浇套式及阀针式三大类型。
分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用，材料通常采用P20或H13，一般分为标准和非标准两大类，其结构形式主要由型腔在模具上的分布情况、喷嘴排列及浇口位置来决定。温控箱包括主机、电缆、连接器和接线插座等。热流道附件通常包括加热器和热电偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。
随着热流道技术在中国日渐火热，其元件呈现出以下几个主要发展趋势。
1 零件小型化，可以实现小型产品一模多腔和大型制品多浇口冲模。通过缩小喷嘴空间，可在模具上配置更多型腔，提高产量和注塑机利用率。
2 零件标准化，有利于减少设计工作的重复和降低模具造价，并且便于易损零件的更换和维修，满足用户模具设计和制造周期越来越短的要求。
3 压力分布、温度分布和密封设计的整体可靠性提高。
4 温控系统精确化，防止树脂过热降解和产品性能降低。
5 提高喷嘴和热流道的耐磨性以及用于敏感材料成型。
热流道模具技术的优缺点
在生产运营的具体实践中，热流道模具与冷流道模具相比，具备以下优点：
1 当产品的壁厚较薄时，确保熔体能充分到达远离浇口的部分，大幅减小产品变形程度，提高制品表面品质及表面美观度、一致性。
2 流道内压力损耗小，熔体流动性好，密度容易均匀，避免注塑件产生飞边、尺寸不稳定和色差等缺陷，改善制品表面品质。
3 全部或大部分消除流道，不必用三板式模具即可使用点浇口，不需人工剪切浇口，无需再粉碎，提高了物料的利用率，节省原材料。
4 消除了废料带来的附加热量，模具的冷却周期仅为产品的冷却时间，缩短了加工周期，提高机器效率。
5 热流道均为自动切断浇口，可用针阀式浇口控制浇口封冻，改善浇口外观，提高了自动化作业程度。
6 精确控制熔体塑胶温度，消除了材料的降解，使保压时间更合理，多模腔模具的注塑件品质一致，降低产品内应力，改善力学性能，减少废品。
但是，每一项技术都会有自身的缺点存在，热流道技术也不例外：
1 模具结构复杂，制作工艺设备要求高，模具成本大幅增高。
2 需要开机一段时间之后，工艺才会稳定，造成开机废品较多。
3 生产维护的技术要求高，与冷流道模具相比，热流道模具操作维修复杂。如操作不当极易损坏热流道零件，一旦出现熔体泄露、加热元件故障，对产品品质和生产进度会带来较大影响。
通过正确的生产运营维护、并选购品质上乘的加热元件、热流道板以及喷嘴，可以减少上面第3项不利情况的出现。

D-M-E的Polivalve系统可用于生产特殊、复杂或难充模结构或变体积的产品

热流道供应商的选择
模具制造公司和模具用户应具备良好的与热流道相关的技术知识，并选择好热流道供应商，才能保证后续注塑生产过程的顺利，并提高产品品质。
选购时要重点考察两个基本方面：一是该热流道供应商生产的热流道组件的品种数量与品质。因为在注塑成型加工中，热流道系统与热流道模具是处在高温和高压动负荷状态下工作的，而且注塑成型加工主要应用于大批量制件生产，一旦因元件失效而导致任何停产现象，经济损失相当严重。因此，有必要深入了解考察热流道供应商生产的热流道组件的品质和应用历史。二是该热流道供应商在模具用户所在地区的技术支援与售后服务体制。要考虑万一热流道出现任何问题，能否得到及时有效的技术支持与售后服务。
系统的生产运营维护
1. 热流道系统的开关机操作
（1）准备
模具工连接模具的动模、定模和热半模冷却水路，如对动模、定模两侧模温要求不同，则必须连接单独的回圈水路；如对产品外观品质要求高的，建议最好将动、定模两侧的模温单独连接：如热半模侧热流道加热产生的热量较多时，可把其冷却水路单独连接；如热半模侧热流道加热产生的热量被范本吸收或传递散失较多，可接合适温度的模温水以补偿热量损失。
热流道与温控器之间的加热电缆线连接,应按照插头的标志正确连接，并把插头锁扣扣好以防松动。比如把加热输出电缆线与感温电缆线反接会导致全部热电偶烧毁即开路。装好模具后先把注塑机螺杆温度升到所需的设定温度，同时也把模温机打开加热，使模具温度升高到生产时所需的设定温度，之后再加热热流道系统至塑胶的工作温度。
需要注意的是，新模的热流道升到设定温度后，需等约5至10分钟（确保加热均匀），如原料中含有玻纤，需更长时间（约10至15分钟），这是因为钨钢嘴尖的传热较差。
（2）开机
先查清上次试模时所使用的是何种原料，把注塑机螺杆及射嘴温度调整至该原料在熔融状态时的温度，针对该料选用一种合适的塑胶原料清洗螺杆。
如生产的塑胶中含有LCP + 30%玻纤时，可用纯的 LCP料（不含玻纤的）来清洗热流道；开模之后空射，此时应看到各个出胶口的出胶都很顺畅；当发现某支或某几支热嘴不出料时，分以下两种情况：
浇口有冷料，可用热风枪烘烤使冷料熔融，然后关上安全门重新射胶；
如仍有某支热嘴不出料，根据热嘴位置示意图找出该嘴编号，对应把该支嘴的温度在原值基础上再升高10~20℃之后立即空射（不要超过3次），待出胶通畅之后立刻降温到生产温度，可合模试打产品即可解决问题；此时如仍有浇口被堵，则需立即停止生产，下模拆下堵胶的热嘴清胶或通知供应商处理。
（3）停机等候
立刻用纯的 LCP 料清洗热流道内的胶料，这样可以保持热流道里面和热嘴头部残留料，在整个生产过程中都是流动性相对较好的LCP料，同时确保下次试模或生产的顺利。因机器故障或其他原因，超过5分钟，需把热流道设在保温状态250℃；若超过10分钟，则设为120℃。
（4）原料更换颜色
清理料筒，用原料清理螺杆，直至旧颜色完全清出，检查机器喷嘴与热流道浇口是否有旧色残留，打开模仁，把喷嘴前的塑胶清出。
（5）停机修模
在把热流道与模仁分离前，必须确认热流道加热输出已关闭，确保热嘴温度已冷却至室温（< 60℃）；如原料中含有玻纤，用不带玻纤的原料把原含玻纤的料清出，否则下次加热时玻纤材料可能会炭化。
2. 热流道的保养
1 定期检查热流道各连接线路、电线保护套管或电线外皮是否有老化、破损、压伤等问题，如有及时处理（换新的保护套管、用电胶布妥善包紮、剪掉压伤处之后重新连接）。
2 检查热嘴、分流板有无变形，如有则应及时通知供应商处理；检查有无生锈，如有则需认真检查水路堵头是否松动或水路破裂等，并及时处理。
3 在生产一段时间之后，需要停放时间较长的模具，必须做好防锈和除锈工作。
3. 常见故障排查
热流道发生故障，只能由专职机修技术员维修。
（1）不加温
检查线缆是否接驳妥当；
检查模具热流道热电偶是否开路；
检查线缆有无破损对地短路；
检查模具热流道加热器是否对地短路；
检查模具是否漏水漏油，如果是因模具漏水问题，把所有区温度设定在100℃以内加热直到把水分蒸干，开机重启即可；
确认设定温度已调整好（高于室温）。
当查出故障原因及解决问题后，再次重新开机即可。
（2）温度不稳定，忽高忽低
检查模具热流道热电偶是否正常；如仍不稳定，检查热流道热电偶不同区是否反接。
（3）温度无法升到设定温度
热流道模具过冷，因水路冷却效果好，带走的热量过多。
（4）加热时温度反而下降
模具热流道该区热电偶反接。
（5）加热温度不受控，持续加热
检查模具热流道热电偶是否正常；接触器是否卡死。
（6）萤幕显示混乱
显示字母或数位不完整，但加温正常，显示板连接软线排松脱，重新将其接好。
（7）开机萤幕无显示
检查三相电源，是否接驳妥当，开关是否打开；检查温控箱电源板供电是否正常。
（8）喷嘴堵塞和产品缺料
应做好生产中的正确维护，防止回料中的金属屑堵塞喷嘴；保持中央供料系统的中央筛检程式正常运转，可以过滤回料中直径大于1mm的金属屑，而注塑机上料筒中的磁力架则可起到过滤铁屑的作用。 (end)

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

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（２）Carbide Cutting tools設計

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（５）超高硬度エンド・ミル

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（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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来源：《中国塑料橡胶》

随着通讯技术的飞速发展，手机普遍应用。手机技术正朝着两个方向发展：一是功能多样化；二是外观精美轻便。因此，在手机开发过程中手机外壳突显出其特别重要的地位。一套手机外壳的制作涵盖了结构设计、模具开发、注塑生产、喷涂印刷等过程，每一环节都将影响最终外观。
结构设计
手机外壳通常由四大件：面壳（上前）、面支（上后）、背支（下前）、背壳（下后）和一些小件，如电池盖、按键、视窗、卡扣、防划条等组成。这些组件在结构设计中需要充分考虑到互配性，以及与电路板和电池等部件的装配。在结构设计中需要考虑很多相关问题，如材料选用、内部结构、表面处理、加工手段、包装装潢等，具体有以下几点：
a. 要评审造型设计是否合理可靠，包括制造方法，塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度，电路安装（和电子工程人员配合）等是否合理。
b. 根据造型要求确定制造工艺是否能实现，包括模具制造、产品装配、外壳的喷涂、丝印、材质选择、须采购的零件供应等。
c. 确定产品功能是否能实现，用户使用是否最佳。
d. 进行具体的结构设计、确定每个零件的制造工艺。要注意塑件的结构强度、安装定位、紧固方式、产品变型、元器件的安装定位、安规要求，确定最佳装配路线。
e. 结构设计要尽量减小模具设计和制造的难度，提高注塑生产的效率，降低模具成本和生产成本。
f.确定整个产品的生产工艺、检测手段，保证产品的可靠性。
模具设计
模具设计必须充分考虑产品的结构、装配，同时还需要考虑生产中产品的脱模以及水路排布、浇口分布等，以下简单介绍产品筋条及卡钩、螺母孔等位置的设计注意点。
筋条（Rib）的设计
·使用PC或者 ABS+PC时，Rib的厚度最好不大于壳子本体厚度的0.6倍。
·高度不要超过本体厚度的3-5倍。
·拔模角度为0.5-1.0度。
·在Rib的根部导Rib厚度的40%-60%的圆角。
·两根Rib之间的间距最好在壁厚的3倍以上。
卡勾的设计
·卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm-0.8mm。
·钩子从分模面下沉0.2mm，有利于模具制造。
·钩子和卡槽的咬合面留0.05mm的间隙，以便日后修模。
·卡槽顶端于钩子底部预留0.3mm的间隙，作为卡勾变形的回弹空间。
·卡槽最好做成封闭式的（在壁厚保证不缩水的情况下），封闭面的肉厚0.3-0.5mm。
·其余配合面留0.1-0.2mm的间隙。
·钩子的斜顶需留6-8mm的行程。
·钩子的尖端导0.1mm的圆角，以便拆卸。
·卡勾配合面处可以自主导2度的拔模，作为拆卸角。
·卡槽底部导R角增加强度，所以肉厚不一的地方导斜角做转换区。
螺母孔（Boss）的设计
·Boss的目的是用来连接螺钉、导销等紧固件或者是做热压时螺母的定位、热熔柱，设计Boss的最重要原则就是避免没有支撑物，尽量让其与外壁或者肋相连增加强度。
此外，模具铁料的厚度需要大于0.5mm；母模面拔模角最好大于3度。每增加千分之一英寸的咬花深度需增加一度的拔模角。
注塑工艺
手机外壳通常采用PC（聚碳酸酯）或者PC+ABS材料成型，由于PC的流动性比较差（物性如下表所示），所以工艺上通常采用高模温、高料温填充；采用的浇口通常为点浇口，填充时需采用分级注塑，找好过浇口位置以及V-P（注射–保压）切换位置，对于解决浇口气痕以及欠注飞边等异常会有很大的帮助。

PC的基本物性参数

以下为手机产品的成型条件要点，介绍熔体温度、模具温度、注塑速度、背压等成型参数的设定注意点。
熔融温度与模温
最佳的成型温度设定与很多因素有关，如注塑机大小、螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期时间等。一般而言，为了让塑料渐渐地熔融，在料管后段/进料区设定较低的温度，而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当或L/D值过小，逆向式的温度设定亦可。
模温方面，高温模可提供较佳的表面外观，残留应力也会较小，且对较薄或较长的成型品也较易填满。而低模温则能缩短成型周期。
螺杆回转速度
建议40至70rpm，但需视乎机台与螺杆设计而调整。
为了尽速填满模具，注塑压力愈大愈好，一般约为850至1,400kg/cm2，而最高可达2,400kg/cm2。
背压
一般设定愈低愈好，但为求进料均匀，建议使用3至14 kg/cm2。
注塑速度
射速与浇口设计有很大关系，使用直接浇口或边缘浇口时，为防止日晖现象和波流痕现象，应用较慢之射速。另外，如成品厚度在5MM以上，慢速射出有助于避免气泡或凹陷。一般而言，射速原则为薄者快，厚者慢。
从注塑切换为保压时，保压压力要尽量低，以免成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来去除或减轻；条件是120℃至130℃约三十分钟至一小时。
常见缺陷排除
a.气痕：降低熔体过浇口的流动速率、提高模具温度。
b.欠注：提高注塑压力，速度、提高料温，模温、提高进胶量。
c.飞边：降低塑料填充压力、控制好V-P切换点防止过填充、提高锁模力、检查模具配合状况。
d.变形：控制模具温度防止模温差异产生收缩不均变形、通过保压调整。
e.熔接痕：提高模温料温、控制各段走胶流量防止困气、提高流动前沿温度、增加排气。
二次加工
手机外壳的后加工通常有：喷涂、套色喷涂、印刷、夹心印刷、电镀、真空蒸镀、热压螺母、退火、超声焊接等。通过喷涂、电镀等后加工方法可以提高塑料的外观效果，同时可以提高塑料表面的耐摩性能；热压超声焊等后处理方法则可以增加一些嵌件便于组装；退火处理可以消除制品的内应力，提高产品的性能。
手机外壳从设计、开模、调试、生产、后处理整个流程都是环环相扣的，只有综合以下因素：合理的结构及外观设计、精确的模具、合理的工艺调试、稳定的生产和精湛的后处理才能生产出一套精美耐用的手机壳。 (end)

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作者：霍夫汽车设计北京有限公司 刘明卓    来源：汽车制造业

汽车座椅塑料件的现状与发展
伴随着汽车外形的变化，座椅也发生了很多变化，从开始类似于沙发的汽车座椅发展到现在功能齐全的座椅，这与汽车产业的迅猛发展和科技成果的不断发明、运用是分不开的，这其中又以塑料件的运用最为突出。据2005年欧洲车用材料构成表显示，塑料材料的应用比重约占整车的10%，如图1所示。而在汽车座椅上，所有塑料件的比重也约占到座椅总比重的12%，其他用到塑料件的汽车部位还包括保险杠、仪表板、装饰件和内饰件等。

图1 2005年欧洲车用材料构成表

之所以塑料件会得到如此广泛的应用，主要是由于塑料件具有以下优点：
1.质量比其他结构件要轻很多，可以满足汽车轻量化的要求；
2.具有良好的防锈功能，外型美观大方；
3.具有吸震功能，可以较大幅度地提高汽车座椅的舒适性、减少噪音；
4.塑料件可塑性比较强，因而设计的自由度大，可以制作出各种各样复杂的样件；
5.成型性好，可以降低零件数目等。
所有这些优点都使得塑料件在汽车座椅以及整车上的比重逐步加大，同时对塑料件性能、强度等方面的测试也提出越来越高的要求。
有限元分析在汽车座椅塑料件上的作用和意义
作为零部件厂商，积极并有效地使用CAX工具，对降低试验经费、减少开发及制造成本有着重要意义。
经证实，在产品开发概念阶段及设计初期，有限元分析的介入可以尽早发现和避免设计缺陷，避免了后期的设计更改所带来的巨大的人力和物力的再投入，从而节省大量的时间及开发成本。无论是大企业还是小企业，以工程分析推动产品开发的理念都是不可缺少的，通过科学的数学计算辅助认证设计、规范产品设计流程，是提高企业设计水平、提高行业开发能力、增强产品市场竞争力，使我国由简单的制造大国向有技术能力的制造加设计大国转变道路中至关重要的一步。
随着CAE技术的不断发展，目前的汽车产品设计已经逐步用有限元分析取代了原有粗糙的手工计算和经验设计，通过计算机模拟分析，在设计初期就能发现问题，避免了大量的样件制作和产品试验，既缩短了设计周期，也极大地降低了产品开发的成本，提高了经济效益。另一方面，每一款新的汽车座椅都需要通过物理实验的测试以达到各个方面安全性能的要求，只有这样才能保证汽车座椅在投入市场之后的安全性。但做物理实验需要具备先进的设备、功能齐全的实验室，同时还需要生产大批量的样件，这些无疑加大了产品开发的成本和风险，延长了新产品的开发周期，而有限元分析通过合理的模拟，可以在物理实验进行之前给出一个定性的结论，从而大大提高了物理实验的成功率。
ABAQUS在汽车座椅塑料件有限元分析的应用
本研究选用HYPER WORKS作为前后处理工具，ABAQUS求解器对汽车座椅塑料件进行有限元分析。HYPERMESH软件是美国Altair公司的产品，是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有强大的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。在CAE领域，HYPERMESH最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格前处理和后处理功能。一般来说，CAE分析工程师80％的时间都花费在了有限元模型的建立和修改上，而真正的分析求解时间是消耗在计算机工作站上的。所以采用一个功能强大，使用方便灵活，并能够与众多CAD系统和有限元求解器进行方便的数据交换的有限元前后处理工具，对于提高有限元分析工作的质量和效率具有十分重要的意义。同时HYPERMESH支持很多不同的求解器输入输出格式，这样在利用HYPERMESH划分好模型的有限元网格后，可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式。
ABAQUS是国际上最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一，它是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料等。作为通用的模拟工具，ABAQUS除了能解决大量结构（应力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析及压电介质分析。ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛的采用。ABAQUS有两个主求解器模块：ABAQUS/Standard和 ABAQUS/Explicit。

图2 带塑料档板的座椅

本文以某汽车座椅的塑料档板件为例（见图2），结合 HYPER WORKS软件、ABAQUS/Standard求解器对其进行相关性能的有限元分析，并与物理实验进行对比，进一步阐述本研究的准确性和可行性。此塑料件实验要求：零件在承受200N载荷下不破坏，位移不能超过20mm。本研究沿用通用有限元分析，具体步骤如图3所示。
在HYPERMESH前处理环节中，先将CAD数模以IGS或STEP文件格式导入HYPERMESH软件中开始建模。在建模环节中，对CAD的几何体进行适当的清理，随后按照几何体的形状，用壳体和固体单元形式把数模表述出来，然后对每一个零件赋予材料和厚度。此塑料件的材料参数如表1所示。

表1 塑料件材料参数

通过HYPERMESH中的CONSTRAINS菜单对模型进行边界条件的约束，通过LOAD STEPS菜单对模型进行载荷的加载，主要包括每一加载步骤的输出参数，如监视点的位移，所有单元的应力，应变等等，如图4所示。最后一步，导出适用于求解器求解格式的文件。

图4

在ABAQUS求解器求解环节中，将把HYPERMESH中导出的以.K或.INP结尾的运算文件，放在运算文件夹中，然后打开ABAQUS求解器前台求解界面（DOS窗口），输入命令：ABAQUS JOB=文件名.K，然后回车就可以进行计算了。
经过ABAQUS求解器求解，将生成的.fil文件转化成.res文件，在HYPERVIEW中读取。发现在200N载荷下，最大应力为31.13Mpa，与表1的材料属性对比发现已经接近材料破坏应力值，变形比较大，如图5所示。

图5

塑料件的最大应变值为15.63%，已经超过了极限应变15.4%。根据经验，可以推断这个塑料件的局部区域已经破坏，没有达到预期的设计要求，如图6所示。

图6

物理试验表明在施加200N的载荷下，塑料件已经破坏，且破坏区域与有限元分析结果非常吻合，如图7所示。另外几个相关的物理实验，是分别对塑料件的同一个区域施加50N和100N的载荷并测量施力点的位移量，然后用有限元进行模拟，结果发现两者的结果非常的接近，具体数据如表2所示。

表2 物理试验与有限元结果对比表

结束语
通过ABAQUS软件对汽车座椅塑料件进行有限元分析，可以模拟接近真实的环境，并得到接近物理实验的结果，对零件的设计和改进有着非常重要的参考价值和指导意义，为物理实验的成功提供了有力的保障。为此，通过以往的经验可以总结出一些对ABAQUS求解结果影响比较大的因素，主要包括塑料件的材料属性、模型的边界条件（约束）、加力点的位置及加力区域、模拟结构的合理性等。进行环境模拟时，应充分考虑以上因素，从而使有限元分析得到的结果更加真实、准确。(end)

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（４）航空エンド・ミル設計

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（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

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（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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作者：中国重汽集团济南商用车公司 鞠翠荣

汽车轻量化、环保化发展的需求，使得越来越多的塑料类产品应用到汽车上。同时，在推出的各种新车型上，更换最为频繁也是塑料材质的汽车内饰件、外饰件。在实际生产中，传统的注塑方法主要是依靠设计人员的经验设计模具，通常需要反复进行试模和修改工艺参数，生产成本高且产品开发周期长。随着汽车工业对塑料模具的需求越来越大，传统方法已无法满足生产需求，随之CAE技术逐渐成为主流。
注塑模CAE软件介绍
注塑模CAE软件是根据塑料加工流变学、传热学和数值计算方法的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中流动、传热的物理数学模型，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体在型腔中的动态充填过程、保压过程和冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数。
塑料制品的许多缺陷都与树脂在模具中的流动方式有关，MPI（MoldFlow Plastics Insight注塑成型模拟分析，简称“MPI”）通过数值分析，可以对充填过程进行模拟、预测和显示熔体流动前沿的推进方式、充填过程的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率。
充填过程的数值分析
聚合物熔体在模具型腔中的流动是非牛顿不可压缩流体的具有自由面的非等温瞬态Laminar流动。利用广义的Hele－Shaw流动模型，熔体在型腔内流动的控制方程为：

其中，μ、ν分别是x、y方向的速度分量；P、Cp、T、ρ、η、κ、y分别为压力、定压比热容、温度、密度、粘度、热传导系数和剪切速率。考虑到熔体的剪切变稀行为和冷却效应，采用与温度、剪切速率和压力有关的修正Cross－WLF粘度模型。
控制方程的求解主要包括三个部分：压力场、温度场和流动前沿位置的自动更新。沿用FEM/FDM/CVM的基本思想，型腔内的压力场采用有限元法求解，通过对时间和厚度方向的差分求解温度场，并根据节点控制体积的充填状态更新流动前沿，从而实现了充填过程的动态模拟。

MPI流动分析应用实例
1. 模型输入及其网格划分
制件名称为汽车螺栓塑料防护帽，1模6腔，左右各3个，均成对称排列，因此只取其一进行充填过程的模拟。汽车螺栓塑料防护帽的几何模型及有限元网格划分如图1所示。

图1 几何模型及有限元网格

2. 设定成型条件：热塑性塑料注射成型。
3. 设定分析序列：充填。
4. 选择材料：聚丙烯（PP）。
5. 设定注射位置：设置一个浇口，其分布位置如图2所示。

图2 浇口数量及其位置

6. 成型条件设置： 熔体温度220℃，型腔温度50℃，注射时间为6s。
7. 充填过程模拟结果
充填过程的模拟可得到填充时间、填充压力、熔体前沿的温度、熔体温度在制件厚度方向的分布、熔体的流动速度、分子趋向、剪切速率及剪切应力、气穴及熔接痕位置等，并直观地显示在计算机屏幕上。图3是充填过程得到的部分模拟结果。

图3 充填过程得到的部分模拟结果

从以上模拟结果可以直观地显示出影响产品质量和外观的诸类因素，如产品的表面分子取向、剪切应力和气穴的位置等。另外，我们都是以稳定的注射速率为依据进行流动模拟的，这就造成熔体前沿部分的流动速度急剧变化。熔体前沿流动速度的变化所造成的分子取向不均匀是制品产生翘曲变形的原因之一。因此，模拟结果还给出了优化以后的注射速率。
结束语
MPI通过对充填过程的模拟，帮助技术人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出消除缺陷的对策。借助于计算机，自动绘图代替了人工绘图，自动检索代替了手册查阅，快速分析代替了手工计算，模具设计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来，集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工作，在模具投产之前，CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。例如，可以采用流动模拟软件来考察熔体在模腔内的流动过程，以此来改进浇注系统的设计，提高试模的一次成功率；可以用保压和冷却分析软件来考察熔体的凝固和模温的变化，以此来改进冷却系统，调整成型工艺参数，提高制件质量和生产效率；还可以采用应力分析软件来预测塑件出模后的变形和翘曲。模腔的几何数据能相互地转换为曲面的机床刀具加工轨迹，这样可省去木模或树酯模的制作工序，提高型腔和型芯表面的加工精度和效率。当今的概念设计已不仅仅是停留在对外观和结构的设计上，它已经扩展到对模具结构分析的领域。
对于运用CAD技术已经设计出的塑料模具可运用先进的CAE软件（尤其是有限元软件）对其进行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析，可以检验前面的概念性结构设计是否合理，分析出结构不合理的原因和部位，然后在CAD 软件中进行相应的修改。接着再在CAE 中进行各种性能的检测，最终确定满足要求的模具结构。
通过CAE软件的分析不仅大大减少了设计师的工作量，缩短了模具制作周期，提高了工作效率，而且可以优化、修正产品结构，使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。(end)

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作者：青岛科技大学高分子科学与工程学院 吴其晔    来源：国际塑料商情

微注射成型的提出源于1985年，微注射成型（也称微成型）用于生产总体尺寸、或特征功能区、或公差要求以毫米甚至微米计的制品。随着高技术和精密技术的快速发展，在光通信、计算机数据存储、医疗技术、生物技术、传感器和传动装置、微光学器件、电子和消费类产品，以及设备制造和机械工程等领域中，微注射成型制品呈现快速增长的需求。典型例子包括：手表和照相机部件，汽车撞击、加速和距离传感器，硬盘和光盘驱动器读写头，医疗传感器，微型泵，小线轴，高精度齿轮、滑轮和螺旋管，光纤开关和接插件，微电机，外科仪器和通讯制品等。
由于制品的微型特征，因此需要特殊的成型机械和辅助设备来完成各种生产操作，如：注射量控制、模具排空（真空）、注射工艺、制品顶出、分离、检验、存放、定位和包装。另外模具嵌件和模腔制造也需要特殊的技术。
微注射成型分类
尽管迄今为止微注射成型的方法并没有清楚定义，但一般认为应用于生产以下三类产品或部件的工艺可称为微注射成型。
● 重几微克到几分之一克，尺寸可能在微米（mm）级的微注塑成型制品，如微齿轮、微操纵杆等。图1是作者在德国Hengstler公司用聚醚酰亚胺（PEI－Ultem1010，G.E.公司产）制得的微齿轮，齿轮轴孔直径和齿廓宽度均小于1mm。

图1 微注射成型制成的微齿轮材料: PEI－Ultem1010，G.E.产；料筒机头温度370℃
，370℃，360℃，350℃，油温：150℃, 图中标尺单位为厘米

● 传统尺寸的注射成型制品，但具有微结构区域或特征功能区，例如带有数据点隙的光盘、具有微表面特征的透镜、使用塑料薄片技术制造微齿轮的薄片等。图2是作者制作的聚碳酸酯小透镜（图2-a）和透明小齿轮（图2-b）。注意齿轮表面布有宽度小于1mm的同心圆，用于后续制作计数器的数据区。

图2 微注射成型制成的微透镜（a）和透明
齿轮（b），材料：PC，图中标尺的单位为厘米

● 可具有任意尺度，但尺寸公差在微米级的高精度制品，例如光纤技术用接插件等。图3是作者制作的一种汽车用微卡子，卡体采用聚甲醛（POM Delrin），卡体尾片厚度为700mm。为减轻运行时卡体振动，采用第二台注射机和旋转模具，在卡体中部共注射一小块弹性体，材料为PE-PA共聚物（PEBAX 2533，ATO Chemie公司产）。

图3 微注射成型制成的汽车用卡子，图中标尺的单位为厘米。卡体材料：POM Delrin
。料筒机头温度：210℃，210℃，190℃，180℃。中部嵌件：二次注射弹性体PE-PA共
聚物，PEBAX2533，ATOChemie公司产，料筒机头温度200℃，200℃，180℃，170℃
。热流道温度：180℃，模具温度：50℃

微注射成型的设备要求
为满足微注射成型的特殊需求，采用专门设计的设备和模具至关重要。一般来说，应考虑以下要求：
● 应采用小型塑化装置，螺杆直径在12～18mm范围内，且螺杆长度较短，L/D比值大约为15，以避免长停留时间引起材料降解。
● 精确的注射量控制和理想的注射速度。为此，机器有时装备有分离的计量和注射用的柱塞和螺杆。其目的在于准确计量注射量和消除由于传统注射螺杆的分流和死角造成的与材料降解相关的问题。
● 可进行多重控制。比如既可根据螺杆位置，又可根据模腔压力进行从充模到保压的转换。
● 模温可调，有能力将模具壁温升高到一定水平，有时略高于聚合物熔融温度，以避免超薄部分的早期固化。若微注射成型制品的壁厚小于5mm，须具备模具抽空能力，因为这种情况下壁厚与空气逃逸的气孔尺寸处于同一数量级。
● 推荐采用开关型喷嘴，以避免由于高加工温度造成熔体流涎。
● 精确定位和轻柔的模具开关速度以避免精巧的微注射成型件发生变形。
● 采用特殊操作技术取出成型件，进行检验和包装。由于微注射成型制品的尺寸和重量与传统制品存在着显著差异，故必须采取一些特定步骤以保证制品正确顶出。例如可在注射机上安装显示系统以确认微型制品的顶出。此外可使用吸力垫取出制品，它可以使制品保持分离和定向，便于质量控制和包装，或者使用静电力或吹出等。对微注射成型制品，传统的质量控制方法如测量制品重量不再适用。新的质量控制技术使用视频监视系统来区分合格和不合格制品。
● 尽可能就地准备干净封闭场所或层状周转箱，以避免污染微注射成型件。微注射成型制品通常是组装件的一部分，因此将它们按一定方向包装，准备进行后续的装配。
为此，若采用现代化的传统成型机械生产，必须按上述要求进行改装，以满足微注射成型的特殊需要。然而随着制品体积和注射量的减小，传统注射机不再是一种经济上可行的解决方案。许多种类“微注射机”因此被开发出来并投入了商业应用。
图4是西班牙Babyplast公司最新研制的一种微型注塑机。其中塑化单元和注射单元分离，均采用液压驱动活塞式挤出机，活塞直径 10～18mm。斜上方的塑化单元采用独特的金属球塑化系统，避免了螺杆塑化的强剪切和强生热造成的材料降解。注塑料室容积仅15cm3，缩短了物料的高温滞留时间。机器总功率3kW，净重150kg。

图4 Babyplast公司生产的微型注塑机

模具特点和加工制造
微注射成型的模具除尺寸明显小于传统模具尺寸外，还具有以下特点：因尺寸小，使型腔数目减少，有利于改善模具的平衡性，提高产品外观尺寸精确性；因尺寸小，更容易控制模温的稳定，符合精密成型要求，也节约了模具加热/冷却所需的能量；推荐采用热流道系统；模具成本低，开发周期短。
微注射成型模具的加工可以采用传统的加工方法，如各种机械加工方法和电火花加工（EDM）。但是随着模具嵌件和模腔尺寸的减小，传统方法很快达到了它们的加工极限。目前，微电子领域的一些技术已被用于微注射成型模具嵌件和模腔的制造。一种常用方法是LIGA技术，它是x-射线深层光刻，电铸（电镀）和注射成型复制的德文单词缩写。其他工艺包括：微切削、超精密加工、激光加工和微EDM技术等。
微注射成型工艺
微注射成型制品的主要特征是尺寸小，形状特殊，功能区复杂。一般来说其大小在几微米到几厘米数量级，长宽比在1到100之间，个别功能区要求高强度、高光洁度、高透明性等。为了使这些特征能够以高重现度复制，工艺上必须满足一些特殊要求。具体地说，为保证能够正确充模，需要高注射速度和高注射压力（达数百至数千kg/cm2），料温在允许范围内（不降解）尽可能取高的熔体温度，模具壁温也应控制在高端。为获得足够大的注射量需要使用大流道和大浇口，这样能保证聚合物在流动过程中可靠地控制和切换，以避免材料降解。模具需要特殊的分置的加热和冷却系统，以便动态控制模具温度。例如充模时要求模温高而冷却时希望模温低，因此工艺控制需使用两个不同温度的油路，分别在充模和冷却阶段加热和冷却模具。为控制生产工艺以及有效处理和包装微注射成型制品，模具应有改进的模具传感器、高精度模具导向装置、模具抽空系统、集成流道采集器和用于制品取出的机械手、自动浇口切除系统，以及在每个周期激活的模具清洗系统等，这些装备对微注射成型制品的正确生产和采集都是至关重要的。
从材料角度看，几乎所有适用于宏观成型的材料都可以用于微成型。文献报道过的微注射成型材料包括：聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、尼龙（PA）、液晶聚合物（LCP）、聚醚酰亚胺（PEI）和硅橡胶。涉及反应注射的也曾应用过以丙烯酸、丙烯酰胺和硅氧烷为基础的材料。
微注射成型的目的是生产微型制品，因此与其它宏观注射成型工艺不存在竞争关系，这是它最大的优点之一。在各种微成型工艺中，注射成型工艺又具有其他工艺不可比拟的优势，如它可以借鉴传统塑料加工技术长期积累的丰富经验、具有标准化的工艺程序、高自动化程度以及短生产周期等，因此它是各种微成型工艺发展最快的技术。它的主要工艺缺点有：流道体积大，有时流道内物料可能占到总注射重量的90%。而且对于微注射制品应用而言，流道内的材料大多数情况下是不能回收再用的，材料浪费较严重。另外由于微注射制品的表面/体积比通常很高，模具在注射过程中必须加热到熔融温度以上以防止早期固化，使得生产周期延长。 (end)

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