为了知足汽车内饰件日益增长的哀求，必须从模具设计阶段开始优化，采取Moldflow等CAE软件对塑件在成型过程中可能存在的毛病进行剖析，制订办理方案，提前预防毛病的产生，然后通过调节进料办法、变动塑件构造或采取3D打印等新兴制造工艺提高塑件的成型质量。
//
塑件工艺剖析
//
塑件为某轿车方向盘上的内饰件，与另一产品装置在一起固定在方向盘下方，在车内可直接看到该塑件的外表面，故外不雅观哀求及精度哀求高。
图1 汽车方向盘内饰件
塑件构造如图1所示，形状尺寸为126.3mm×141.7mm×57.6mm，体积为29.78cm3，材料为PC+ABS，采取1模1腔构造成型，紧缩率根据塑件尺寸、壁厚及材料物理性能推举设置为0.5%，表面镀铬。塑件壁厚均匀，主壁厚为2.5mm。
紧张成型特点如下：①外不雅观面不许可有任何成型毛病，如浇口痕迹、应力痕、熔接痕、缩痕、推杆痕、飞边等；②塑件形状为“U”形，成型时随意马虎发生内缩变形；③塑件成型后需进行表面镀铬，在设计阶段需考虑电镀时的上挂问题。
//
模流剖析制订成型方案
//
在UG软件中先初步不雅观察塑件构造，理解塑件的大致情形和基本参数，然后将3D模型导入CAD Doctor软件中进行圆角去除、缝隙补充等修整事情，接着再将修整好的3D模型导入Moldflow软件中进行网格划分、修整网格、厚度剖析和材料选择等剖析前的处理操作，然后对塑件进行浇口位置、成型窗口和初步的添补足析，结果如图2所示。
图2 塑件成型窗口-最大压力降
由Moldflow剖析结果可知，单点进料可以知足塑件的注射哀求，为了担保塑件的成型质量，采取热流道转普通流道的形式。
从塑件的分型线来看，型腔区域都是外不雅观面，不许可有浇口痕迹，无法采取点浇口，而塑件周边构造的缘故原由导致无法放置侧浇口。
考虑到注射后电镀的上挂问题及塑件“U”形形状可能导致内缩变形，在塑件“U”形的开口处增加了一段赞助流道，一是为了撑住塑件“U”形开口减少内缩变形；二是为了电镀时有上挂的位置，同时塑件末端存在尖角，电镀时随意马虎引起电流增加，造成“烧铬”或“堆镀”等征象，可增加两段苗条的流道以平衡电流；三是将添补末端移到了赞助流道上，便于排气。
末了通过剖析塑件的分型线、外不雅观哀求、塑件构造、电镀上挂等需求与Moldflow软件剖析的结果进行综合考虑，制订成型方案如下：进料办法为热流道转普通流道单点进料，采取潜伏式浇口，流道截面形状采取“U”形，如图3所示。
图3 成型方案
成型方案确定后，为降落塑件在成型过程中产生明显毛病的风险，减少试模修模次数，提高模具生产效率，再次通过Moldflow软件对塑件成型过程进行更全面的剖析，包括添补、压力、体积存缩率、气穴、模温及变形等，大部分结果都知足哀求，个中添补韶光、V/P切换时的压力仿照结果分别如图4和图5所示。
图4 添补韶光
图5 V/P切换时的压力
图6 传统水路X方向变形
通过剖析创造纵然增加了赞助流道，塑件内缩变形依然较大，如图6所示。
//
模具构造设计
//
1 成型系统设计
塑件外不雅观面无分外构造，成型后不会留在型腔内，为了提高模具制造效率和修模效率，动、定模都采取了镶拼构造。由于塑件后续有电镀工艺，对塑件表面粗糙度哀求高。塑件有3处构造无法正常脱模，须要采取赞助脱模构造，个中一处采取动模滑块，其余2处采取斜推杆。塑件哀求无困气、黑点、添补不满等毛病，在定模型腔板镶件分型面上开设多处排气槽用于排气。
定模型腔板镶件材料采取加硬的S136H钢，动模型芯镶件材料采取1.2316钢，滑块和斜推杆都采取8407钢，定模板、动模板及模架的其他板都采取P20钢。
图7 仿形水路
为进一步办理塑件内缩变形的问题，定模型腔镶件采取了仿形水路，如图7所示，仿形水路是完备仿造塑件形状进行设计的，从水路到塑件的间隔基本同等，冷却更均匀，减少塑件因冷却不屈均引起的变形，使定模温控效果更佳。仿形水路无法通过传统的加工办法制造，整块定模型腔板镶件采取3D打印工艺制造。
图8 仿形水路X方向变形
在Moldflow软件中将定模水路由之前的传统水路改为3D打印的仿形水路再次剖析之后，创造塑件内缩变形有明显改进，如图8所示，与图6比拟可见塑件内缩变形明显减少。
2 冷却系统设计
塑件的表面粗糙度与尺寸哀求高，以是温控系统必须设计合理，以担保塑件变形小和表面光洁。为节约本钱，动模采取传统深孔钻式的冷却水路，且动模型芯面是对应塑件的装置面，表面哀求相对定模型腔面要低一些。
（a）传统冷却水路
（b）3D打印仿形水路
图9 冷却水路排布
模具定模设计3组水路，动模设计2组水路，个中定模有一组是为防止热流道浇口处产生“拉丝”征象而设计的热流道冷却水路，该组水路直径为ϕ6mm，别的动、定模水路直径均为ϕ8mm，图9（a）所示为优化前的传统水路，图9（b）所示为优化后的3D打印仿形水路。
3 推出系统设计
图10 推出系统
模具采取推杆推出的形式，如图10所示，个中进料处的浇口凝料有较大的脱模角度，无法在此处设置圆形推杆，只能采取矩形推杆，塑件还有2处须要采取斜推杆推出。模具设置4根推板导柱，采取弹簧复位的形式，同时动模座板安装了复位保护开关，防止撞模。
//
模具构造
//
模具最大形状尺寸（撤除热流道接线盒）为400mm×450mm×415mm，属于中型注射模，模具构造如图11所示。
图11 模具构造
1.动模座板 2.螺钉 3.垫块 4.弹簧 5.导套 6.导柱 7.复位杆 8.平衡块 9.定模板 10.定模座板 11.热喷嘴 12.定位圈 13.螺钉 14.型腔板镶件 15.定位块 16.型芯镶件 17.动模板 18.螺钉 19.限位螺钉 20.拉料杆 21.推板导柱 22.挡尘板 23.滑块座 24.耐磨块 25.热流道接线盒 26.楔紧块 27.斜导柱 28.滑块 29.螺钉 30.限位钉 31.推杆固定板 32.斜顶座 33.推板 34.推杆 35.螺钉 36.支撑块 37.计数器 38.斜推杆 39.浇口镶件 40.锁模块
模具浇注系统采取热流道转普通流道潜伏式浇口单点进料的办法，确保塑件的成型质量及后续的功能性达标，同时为了减小塑件构造引起的内缩变形，定模冷却系统采取了3D打印仿形水路，冷却效果更佳，塑件变形小，达到了客户哀求，推出系统采取了推杆推出的形式。
该设计方案可为同类塑件因冷却不均引起变形太大的设计案例供应参考，在确保生产本钱的根本上可以考虑动、定模都采取3D打印仿形水路的办法，冷却效果更好
