基于CAE技术的注塑模具高效率设计方法
吴唪
摘要热流道塑料模技术随着工业发展越来越先进，而在热流道塑料模设计优化中采用CAE进行辅助设计不仅能提升整个产品生产的效率，还能够减少塑料模的浪费，能够让模具设计师在使用CAE软件设计模具的过程中进行不断优化设计和模拟塑料模浇筑过程，从而可以一次性得到最佳的设计方案。所以本文就将从CAE技术和热流道设计在塑料模设计过程中的作用，以及对于CAE在热流道塑料模怎样进行优化设计做出浅要的分析和研究。
关键词CAE技术；塑料模；热流道技术；优化设计
1CAE技术含义
计算机辅助工程（简称CAE）技术是指在整个工程中产生并存在，将整个工程能够有机的串联起来并且能够完成相关信息的筹集。其发展速度非常快，到目前为止，在各个大企业设计中都不可或缺的一项环节。目前，CAE技术随着信息技术的发展，与CAD、CAPP、CAM等一起成为当下企业在工程行业和制造设计过程中的主导技术。其优点就是能够提升工程或者产品的设计质量，能够缩短工程或产品工期和完成工程或者产品的创新。
CAE主要包括有限元法、仿真技术以及优化设计的三大内容，有限元法能够将工程或者产品的零件进行结构的刚强度、非线性的数据分析以及热场计算等，仿真技术则是指对虚拟样机以及电流场和电磁场的計算，优化设计主要对象结构的设计参数。
2塑料模热流道设计技术含义及特点
2.1塑料模热流道技术含义
塑料模的革新重要技术之一就是热流道技术，比起冷流道技术它是没有流道的凝料浇灌技术，更加优化和先进，所谓无流道凝料的浇筑技术是指通过用加热圈或者加热棒参与到塑料模的流道部分，使其能够对塑料模进行持续加热或是绝热的一种方式。通常它是通过温度计来精确控制塑料的温度，塑料能够在流道和浇口保持熔融的状态减少塑料模塑料的注入时的压力损失并且能够将通过热流道的塑料溶液倒入塑料模里面，这样就可以在取件的时候很简便地取出产品和制品。
首先，热流道板子主要功能就是能够让注射器注入的溶液保持一定的温度，所谓恒温就是如此，避免浇筑是引起的凝料的浪费，能够减少注射器的压力，通常有4种类型的热流道板子，H、X、Y和一字型。
其次，注射器主要功能是将热熔液注入塑料模中，所以对于注射器简称热喷嘴的结构是有一定要求的、它也是十分重要的角色，主要分为尖点式注射器、针阀式注射器和开放式的注射器。
最后，加热元件主要在塑料热溶液的注射过程中对热流道的板子或者是注射器进行一定程度的加热，使其能够让注射口保持熔融的状态方便注射，通常形式是加热棒、加热电圈或者是加热的盘条等，加热元件的使用是整个工程或者是产品制造过程中不可或缺、极其重要的一个环节。
2.2塑料模热流道技术的特点
第一，能量消耗低，可以节省很多能量是热流道技术最显著的特点，热流道塑料模取件只需要把塑料模打开就可以，在注射器注射过程中是不需要将废料取出来的，这就很好的可以将剩下的废料进行二次使用，大大节约了成本。热流道相较于其他普通的流道节省了很多的浇筑口料，能够避免流道中产生废料，提高了材料的利用率。使用热流道技术还可以避免塑料品的变形和收缩以及色差裂纹的产生。
第二，使用塑料模热流道技术生产出的产品质量高，热流道技术在与冷流道技术相比之下，冷流道的温度和注射压力不均衡，就出现了缩孔或者飞边的缺憾，所以，热流道技术的出现减少了这种现象，它通过加热器能够使塑料在流道和浇口始终呈现一个熔融的状态，能够减少注射时的压力，所以能够让温度与压力均衡，避免凝料现象的出现。
第三，产品成型周期短，使用塑料模热流道技术在生产过程中将未使用完的溶液或者凝固的废料进行再加热再生产，热熔液冷却的时间就是产品成型的时间，同时热流道技术能减少染色，修剪浇筑口等程序，更节约时间和人力，提升生产率。
第四，自动化的程度高和应用范围广，热流道技术在切断浇筑口能够自动化，产品成型的周期短，有恒温的智能温度控制计，能够精确的掌握浇筑时热熔液的温度，这一切都可以通过机器本身来实现，有效地减少了工作人员的浪费，提高生产率，实现机器的自动化。随着模型技术的与时俱进，热流道的发展也越来越先进，它可以通过CAE设计产品通过塑料模热流道来生产和制造。热流道技术能更多的节约成本和时间，所以现目前的市场上对热流道的应用越来越广泛。
3基于CAE技术的塑料模热流道优化设计
3.1CAE技术在塑料模热流道中的优化设计应用
传统的注入式塑料模型的设计主要是通过来自设计模具的人员的经验得来，所以以前很多模具都是要经过很多次的考验和实验才能够应用到市场中去的，如果一开始模具设计就出现了问题，所有环节都环环相扣，比如出现熔缝的不对接、表面扭曲或者不光滑等问题，就会与下面的环节一起受到牵连，再回头来设计就非常麻烦且繁琐，所以在CAE技术成熟以后，在塑料模热流道的优化设计中起到了改革的作用，现目前，CAE技术作为塑料模优化设计已经发展的非常不错，像室内设计、产品设计行业都会用到CAE技术来更快更准地完善和计算产品的精确度，从而使企业生产环节效率大大的提升。
3.2Moldflow软件在塑模热流道中的设计优化
在塑料模型行业中，最具有代表性的注射塑料模具的CAE分析软件就是Moldflow，在塑料模热流道的设计过程中，设计师就可以有目的地将设计方案进行优化设计，工程技术人员能够直接在计算机上完成试模的工作，最终得出最好的设计参数和方案，这样能够借助CAE对模具进行校对，能够避免了反复设计和反复修改模具，这样既可以大大减少不断试模带来的大量浪费的制造费用，能够提升产品的生产效率和质量，所以，在现在塑料模热流道的优化设计中CAE的辅助设计功能越来越强大了。
Moldflow软件主要功能使用于用户提供设计分析和解决问题的途径和校对、优化设计方案，当然进行设计分析方案和优化设计是最广泛的，像MPA、MPI、CAE和CAD都是能够对塑料模热流道的设计进行深入的分析和优化，计算机可以对热流道的注射过程进行详尽的分析，甚至可以模拟塑料模成型过程中的注射或是冷却并且能够预测产品成型以后可能出现的遗憾，这样就能让塑料模设计师在热流道设计中预见未来热流道可能出现的缺憾，可以进行进一步的完善设计，提升一次成功试模的机会，降低了浪费模具的现象。
4结论
在CAE技术的辅助下，对于热流道塑料模的优化设计是非常有帮助的，其不仅能够使塑料模在完成时，提高了它的质量和生产周期，有效地提高了产品的生产率，并且避免了大量的浪费，通过计算机模拟塑料模浇筑过程，及时发现问题并且解决问题，在现在热流道技术和CAE技术的帮助下，热流道的优化设计和使用已经运用的很广泛。endprint
