◆ 充填分析                  采用Moldflow默认浇注系统和注塑工艺设置，对模型进行流动分析，结果如下： 图3：浇口位置图    图4：流动前沿温度图                  图4表示流动前沿的温度分布情况。从图中可以看出流动前沿的温度分布比较均匀，但是在图中的圆圈标示处，温度较低，浇口位置和大小还需要进行微调。 图5：分子定向                  图5表示了分子定向情况，表面分子定向值是2，核心分子定向值为1。                  图6表示了熔接痕的分布情况。可以看出，在图中圆圈标示处存在因熔接痕集中分布而使强度降低的危险截面。 图6：熔接痕分布图                  从充填分析结果可以看出，采用两个浇口后流动是平衡的，没有出现短射等成型问题，同时注塑压力、锁模力也较低，降低了制件生产对注塑机的参数要求，但是，熔接痕分布不太理想，一些关键部位出现的熔接痕会削弱产品强度。                  ◆ 翘曲分析                  采用Moldflow默认浇注系统和注塑工艺设置，对模型进行翘曲分析，结果如下：X向最大翘曲值为0.16毫米；Y向最大翘曲值为0.2毫米；Z向最大翘曲值为0.2毫米。                  从翘曲分析结果可以看出，Y向和Z向翘曲较大，这是由于大的LCD窗口使料只能沿两条狭长区域流动造成的。                  分析流动和翘曲结果，制品设计和模具需要进行以下几点变更：                  1. 从熔接痕分布图可知，在制品LCD窗口右上角和左下角，存在危险区域。在产品设计和模具设计时，修改产品局部壁厚并调节浇口位置，使熔接痕分布于非危险截面，提高产品强度和外观质量。                  2. 翘曲分析结果中，Y向和Z向翘曲较大，在模具设计时，调节冷却系统，使制品均匀收缩。                  3. 增加LCD窗口左右壁处的加强筋数量，使熔体在此处的流动加强，这样不仅能使流动前沿的温度更加均匀，熔接痕分布更加合理，而且减少因收缩不均匀在LCD窗口左右壁处产生的翘曲量。                  ◆ DOE(Fill)和DOE(Flow)分析优化                  Moldflow中的DOE提供了两种实验设计方法：Taguchi和Factorial实验设计。Taguchi方法通过运行数目较少的一组优化实验，确定出对实验目标的影响最大的实验参数。Factorial方法运行的实验数目要大于Taguchi方法中运行的实验，它用以确定实验参数的最佳实验水平组合。                  本课题首先使用Taguchi方法确定出对实验目标的影响最大的实验参数，然后使用Factorial方法确定实验参数的最佳实验水平组合，分别对Fill 和Flow进行优化。                  DOE(Fill)和DOE（Flow）的优化目标为确定手机壳体的最佳壁厚，保证设计的强度和经济性，提高设计质量。设计变量为注射时间（Injection time）、膨胀/压缩注射情况（Expand/compress injection profile）、增厚（Thickness multiplier）。设计变量的值如下表：                  因为优化目标是确定手机壳体的最佳壁厚，所以设定“注射时间”和“膨胀/压缩注射情况”为自动，增厚值为在40%范围内变化。优化的结果如下：                  当壁厚为1.15毫米左右时，流动前沿温度值最高，熔体流动性最好。壁厚大于或小于1.15毫米时，流动前沿的温度值都低于1.15毫米左右时流动前沿的温度值。当壁厚为1.3毫米左右时，体积收缩变量最小，当壁厚大于或小于1.3毫米左右时，体积收缩变量都增大。这表示当壁厚为1.3毫米左右时，产品的收缩最均匀。当壁厚为1.2毫米左右时，收缩指数最大。当壁厚为0.95毫米左右时，剪切应力最大，当壁厚大于0.95毫米后，剪切应力逐渐减小。        由分析优化结果可以看出制件的平均壁厚为1.25mm时，流动前沿温度、体积收缩变量、收缩指数以及剪切应力得到最佳水平。所以制件的最优壁厚为1.25mm。同传统的实验方法相比，DOE不仅节省了时间和精力，而且利用最少的实验获得覆盖面非常广泛的实验结果，得到了产生最佳效果的实验参数组合。                  结论：计算机辅助技术已经成为现代设计方法的主要手段和工具，而其中的CAE技术又成为现代设计流程的核心。文章针对手机产品的特点，研究了将浇口位置分析、充填分析、翘曲分析和DOE分析优化（实验设计分析）相结合的优化设计方法，在设计前期避免将来成型时产品可能出现的缺陷，利用Moldflow的DOE技术，优化了制件的结构和平均壁厚，在保证制件性能和功能的前提下，节省了材料，从而提高了产品设计的质量和效率。  上海交通大学材料科学与工程学院    张涛、郭志英  信息来源：《塑料商情》