导流器和限流器的设计

大约25年前，在我开始在CAE Services做流动模拟之前，我在研究生期间为一家著名的打印机公司设计注塑塑料零件的CAD模型。bet188娱乐城那时我对塑料设计了解不多，因为我的物理和机械工程课程涉及金属。我对塑料的了解来自于在职培训。

我被塑料设计的不同所吸引。设计零件的工程师经常会给我发一些修改，让我把它们整合到CAD模型中。修改的原因通常是显而易见的，主要是部分形式和功能。然而，其他时候，原因就不那么明显了。我逐渐了解到，在这些情况下，需要改变设计来提高零件的可制造性。

举个例子，我在设计一个计算机哑终端的外壳，它本质上是一个扁平的水平盒子，大约18英寸× 18英寸× 3英寸，里面有一堆肋骨和螺丝凸台，这些都是主板的安装点。该部件由PC/ABS成型，bet188娱乐城并以单个冷浇口为中心。当第一个样品成型时，它们就像薯片一样，在两个相反的角向上bet188娱乐城弯曲，在另外两个角向下弯曲。在咨询了一位材料专家之后，工程师给我看了一些驼峰状的特征，他想让我把它们融入模型中。

这些凸起类似于减速带，从中心大门延伸到零件的四个角。我对CAD模型进行了更改，但不知道为什么零件中可能需要这些功能。这些改动被传递给了制模师，零件在下一次试模时非常平整。bet188娱乐城

另一个例子涉及一辆汽车的前格栅。只有那么多的位置可以放置闸门，也只有那么多的方法来排列阀门闸门来改变填充模式。没有一个门控/排序组合产生可接受的编织线，这种高度美观的作品，要求不太明显的位置。最后一种选择需要在一些选定的位置增加墙体材料，并在其他位置减少墙体材料，以产生所需的编织线位置(见图1)。

流量引导器和限制器
这两个例子说明了流量龙头和流量限制器的用途。流量先导是局部增加壁料以促进塑性流动，而流量限制是局部减少壁料以抑制流动。如果使用得当，导流器和限流器可以在常规方法不能改善成型零件质量的情况下提高其质量。bet188娱乐城

作为一名模bet188娱乐城具制造商，你需要创造一个模具，它被切割到非常严格的公差，并生产出具有坚固加工窗口的好零件。然而，零件设计、浇注选择和模具设计的限制会使这非常困难，正如前面提到的例子所说明的那样。bet188娱乐城

因此，当您从处理的角度尝试了所有可能的方法，但仍然得到了不好的部分时，可能是时候向流程添加流程领导者了。但是这个流程领导者应该如何设计呢?我想到了三种方法(按最不喜欢到最喜欢的顺序):

•在出版社进行设计。钢被挤出模具的B侧，因为它是挂在机器在模具试验期间。bet188娱乐城

•由模具制造商设计。bet188娱乐城模具被送bet188娱乐城回车间，按照流量龙头的规格进行适当的加工。这种方法可能需要几次迭代才能使流程正确。

•使用模拟。在接触模具之前，使用流bet188娱乐城动模拟模型来设计流导器并预测其性能。使用模拟设计流程龙头可以省去猜测，也不需要模具制造商通过多次调整循环来获得正确的设计。bet188娱乐城

让我们来看看心流领导者如何工作的理论。一般来说，当流体在两条不同的流动路径中进行选择时，它们会选择阻力最小的那条。在注塑模具中，塑料流体从浇口出来bet188娱乐城时，向多个方向流动和扩散。如果零件设计的壁厚是恒定的，那么沿着流动前沿的每一点，塑料的速度大小都是相同的。但是，如果流动的某一段壁厚相对于其他段突然增加，由于流动阻力较小，它将在该段内加速。相反，如果壁厚减少，速度就会减慢。这种对不同壁段的反应可以用来创建更好的填充模式。

什么构成了理想的填充模式?这种模式可以平衡填充到模具的外围，将编织线放置在隐藏的位置，或避免回填区域，使空气困在模具中bet188娱乐城，导致烧伤或空洞。使用导流器平衡流动会导致更均匀的收缩。虽然塑料在模具内不会收缩到一个值，但收缩通常被切割到一个值，部分原因是收缩受其所承受的包装压力控制。bet188娱乐城在填充过程中，靠近浇口的区域比靠近填充末端的区域压力更高。因此，这些高压区域比最后填充区域压缩得更多，收缩得更小。

这减少了部分的包装变化，从而导致更均匀的收缩，导致更少的翘曲。前面提到的计算机哑终端提供了一个很好的例子。导流器(见图2)通过产生与零件形状匹配的方形填充图案来平衡流动。在引入先导流之前，两侧先于角落填充，导致这两个区域之间的收缩差(见图3)。

即使在模拟世界中，添加用于针织线控制或空气陷阱避免的流量先导或限制器也变成了一种尝试和错误的练习，但它并不像模具迭代那样昂贵。bet188娱乐城

整合流程领导者有三个主要设计规则:

1.非晶态材料添加不超过原有壁料的25%，半晶态材料添加不超过15%。(这是因为非晶态材料比半晶态材料收缩更小。)这将有助于防止导流器变得太厚而无法装出，并将防止冷却时间的过度增加。

2.将先导液混合回原来的墙料中(见图4)。这将有助于防止对面出现瑕疵
表面。

3.在门口启动人流领航员。这一点很重要，以便在先导液充分填充之前不发生浇口区域冻结/凝固。

对于流量限制器，这三条规则略有不同:

1.对于非晶态材料，将壁料减少不超过三分之一，对于半晶体材料减少不超过一半。混合墙股票，就像你会与流量领导者。

2.使节流器足够宽，以有效地阻止流动。

3.利用限流器长度来有效地限制流量。

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流导器和节流器也可用于热流道系统和冷流道系统，以平衡不平衡模具中空腔之间的流动。bet188娱乐城选择性地增加和减少二次流道分支有助于使所有空腔达到平衡。然而，这些模具随后对工艺变化变bet188娱乐城得更加敏感。多腔模具应尽可能自然平衡。bet188娱乐城

总结
计算机模拟不仅有助于确定何时应该使用流量龙头和限制器来帮助控制模具内的流动，而且还有助于猜测应该如何对模具进行这些改变。bet188娱乐城寻找合格的、有经验的分析师来处理这类工作是很重要的，因为在流量先导器和限制器的情况下，错误的模拟模型会很快导致错误的结果。从长远来看，正确的设计将节省时间和金钱。