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玻璃鋼模壓工藝CAD輔助設計

一、模壓工藝設計的重要性  模壓工藝是玻璃鋼製品批量生產時,最常用的一種工藝方法。 天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看DS-802N模壓專用樹脂 將半成品原料置於壓力模具中,加上壓力後,原材料便會在整個模腔內流動。原材料的流動,主要取決於所施的壓力及其控制方式,因而有效的壓力控制,是加工模壓製品工藝中的一個主要問題,甚至與最終產品的性能特性有密切的關係。  通常,產品設計時需瞭解的一個重要因素,是生產過程如何影響產品的性能。其中,以基體材料和增強材料所處的部位,對材料的特性,例如彈性模量的影響,顯得更為重要。由檢測一個樣品所得的實測值,往往不能期望體現在其他製品上。對於各向異性製品,要做到定量化,顯得更為困難。因此,設計工作經常根據各向同性材料,以及模壓料沒有流動性的情況而進行,並按經驗資料對性能指標作出適當的調整。  這種設計方法,在很大程度上會導致局部區域內纖維含量的減少,以及在垂直方向上強度和剛度的降低。並且往往在製品的次要方向上,出現應力,這時設計者只能採取提高設計性能指標的辦法,才能確保具有一定的安全係數。  綜上所述,為能提高製品尺寸的精確度,在工藝設計時非常需要採用類比生產編程,並定量地利用生產工藝對製品特性影響的有關資料。對於模壓製品,精確的成型設計,不但可以得到尺寸較為精確的製品,而且能使製品成本降低。
二、CAD輔助設計技術  一般講,模壓製品的生產成本,主要是原材料成本,大約占80%~90%。這種現代設計方法,只有通過電腦輔助設計(CAD)來完成。由於玻璃鋼成型工藝非常複雜,這一進展目前尚處於研究階段。  本文簡述採用CAD方法,進行模壓製品的模擬程式設計。  首先,將模壓製品的幾何尺寸圖形和程式控制參數等資訊,輸入運算程式,這稱為“預編步驟”。通常幾何尺寸可從CAD資料中得到,並可利用網路發生器進行分解,成為有限元素類比(FEM)網路。程式控制參數和材料特性,必須預先輸入程式。如果今後程式能適當聯網,材料特性可從資料庫中直接取得。  其次,將上述資料登錄被稱為Express的程式後,可以計算出“流動波面”。這種 Express 程式是由 Aachen 的 IKV 研製成功的。經過流動模擬,就可以確定出製品的特性。例如,SMC卡車保險杠,由於它具有對稱性,因而只需計算出它一半的資料,可減少4/5的計算時間,也可大量減少記憶空間。  流動模擬計算,一般是在等溫基礎上進行的,先製造一個保險杠的線模,將有限元素網路置於線模內。並輸入閉合速度、空隙位置等資料,就可顯示出流動波面圖像。  若以不同顏色區域,表示不同階段的流動波面,只要通過特定軟體的幫助,就可計算分析出特定時間、特殊區域內的流動波面圖。若在電腦螢幕上發現有一個空氣阱存在,熔化物從幾個方向流至一點而該點又不在垂直光滑的面上,這意味著在這一點上,不能排出其中的空氣。空氣被高度壓縮,從而會導致高溫,這稱為“柴油效應”。這樣,該點的材料會開始熱分解,其機械性能和熱性能都較弱。經過實際測試,該 Express 軟體計算出的“計算點”與實測點,非常接近。  由此可見,這一以填充模擬理論為基礎的計算模型,足以提供出模壓製品的準確結果。它不但可省去機械加工步驟,而且可以計算出纖維的定向,以及各向異性材料的性質。  據悉,Express 程式已將計算結果轉換為商用程式,例如用於計算各向異性材料特性的應力分析等  目前,模壓成型工藝研究中,正在開發的纖維取向和機械性能特徵等課題,也可由上述計算模型方法進行解決。
三、模壓工藝CAD輔助設計功效  模壓工藝CAD輔助設計,具有以下的功效:  1、可以提供出由於原材料所處位置的不同,而使製品具有不同強度的情況,以優選出製品的性能  2、可以計算出某些工藝和設計參數,與一般模型試驗相比,更為有益,這種用數學關係進行優選的方法,所化費用較為低廉;  3、可以節省模具、設備等試製費用,降低生產成本,提高生產效益,縮短成型工藝的週期;  4、倘若能與電腦對話狀態,就可以避免出現臨界部位,並獲得試驗計畫的綜合情況,這為確保產品品質,實際上已為完成品質計畫提供了可靠的資訊;  5、CAD方法將電腦類比開發,以及模壓製品結果現場檢測,與模壓工藝控制有機地結合起來使對工藝過程有了更深入的瞭解,有助於把對成型工藝有影響的,和沒有多大影響的因素區別開來,以最大限度地避免採用錯誤的判別方法的可能性;  6、可以通過模擬方法,極大地改善加工工藝的控制;  7、模壓工藝控制所需資料,可以直接用於加工計畫之中;  8、這些資料可組成電腦輔助工程(CAE)的一個整體部分,並可從CAD系統中得到更多的優異特性。

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