Moldflow軟件在塑料成型技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要:本文以塑件產(chǎn)生的翹曲變形的缺陷為例論述如何通過理論分析、Moldflow軟件直觀展示、啟發(fā)升華、對比等方法提高《塑料成型技術(shù)》課堂教學(xué)的效果。其中有效應(yīng)用Moldflow軟件是本文的重點(diǎn)，掌握Moldflow軟件在教學(xué)中應(yīng)用的時機(jī)和方法，只有這樣才能更好的發(fā)揮模擬軟件的作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最大限度的提高課堂的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:翹曲理論分析圖形展示思維啟發(fā) 對比

中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0185-01

近年來隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。為適應(yīng)市場的需求，許多中職學(xué)校的模具制造專業(yè)中都開設(shè)了《塑料模塑成型技術(shù)》的課程，《塑料模塑成型技術(shù)》課程主要講述了塑料的各種成型的方法、工藝參數(shù)和成型模具。講述了成型方法及工藝參數(shù)內(nèi)容時采用教學(xué)方法以課堂講解為主，并輔之現(xiàn)場成型過程的參觀和模具拆裝實(shí)訓(xùn)來強(qiáng)化效果。但由于該課程涉及的成型工藝參數(shù)較多、加上中職學(xué)生基礎(chǔ)較差，抽象思維能力不強(qiáng)，教學(xué)效果往往不是特別的理想，我在多年的教學(xué)中在課堂上引入了Moldflow軟件，直觀形象，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，改善了課程的教學(xué)效果，提高了學(xué)生知識綜合運(yùn)用的分析能力。本文以引起塑件翹曲原因分析為例說明了Moldflow在課程教學(xué)中的應(yīng)用。

在講述塑件翹曲變形缺陷時，首先講述翹曲的特征是:制品的形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見的缺陷之一;分析塑件翹曲形成的原因時，分析到引起翹曲的原因可能有以下幾個方面:塑件本身的結(jié)構(gòu)、成型工藝條件、塑料原料、模具結(jié)構(gòu)等，但設(shè)計人員最容易調(diào)整的還是工藝條件，工藝條件中有:收縮不均、冷卻不均、高分子取向因素等，講述這些因素時學(xué)生往往覺得枯燥的條目很多，理解起來困難，但如果借用Moldflow來說明，效果則會好很多，也極易表現(xiàn)。

1 進(jìn)行翹曲理論分析

塑膠材料為:PC+ABS，制造商為GE;塑件制品的要求是強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、敞口平整、外觀光潔、無縮痕。

產(chǎn)生翹曲的可能原因有:塑件是箱體類零件，要考慮邊角效應(yīng);成型過程中收縮不均;冷卻不均勻;等高分子在型腔內(nèi)的流動造成的分子取向。

這樣的初步分析可以使學(xué)生對翹曲原因有初步的印象，但是這些因素對翹曲影響的大小和具體情況學(xué)生并不清楚，需要直觀展示才能強(qiáng)化效果。

2 利用Moldflow直觀展示(這些過程為了節(jié)約時間必須在課堂前完成，在課堂上老師必須快速給出分析結(jié)果)

2.1 前期準(zhǔn)備工作

成型型窗口分析;優(yōu)化流動分析;冷卻分析的優(yōu)化;冷卻+流動分析的優(yōu)化;冷卻+流動+翹曲分析的優(yōu)化。

2.2 后期結(jié)果分析

引起翹曲變形的獨(dú)立因素和其他顯示結(jié)果對比可以看出，邊角效應(yīng)引起的最大翹曲變形在相同的比例因子的情形下，為 1.060，塑件收縮不均勻引起的最大翹曲值為0.8902，而冷卻不均勻為:0.0447，高分子取向為:0.0134，可以看出在這四個因素中，其中邊角效應(yīng)和收縮不均勻是引起塑件翹曲的主要原因。

收縮不均勻引起的翹曲主要集中在塑件的四個轉(zhuǎn)角處及空腔底的大部分區(qū)域，從其他分析結(jié)果可以觀察到，這些區(qū)域是熱量的集中區(qū)域，冷卻結(jié)束后溫度依然明顯高于其他的部位，但限于模具結(jié)構(gòu)和成型零部件的強(qiáng)度，無法使冷卻管道非常靠近轉(zhuǎn)角的區(qū)域。

制品四個側(cè)面敞口邊緣地帶冷卻速率明顯快于轉(zhuǎn)角處和型腔底面，僅次于凸出的接口和定位凸緣。而制品的造型決定了四個敞口側(cè)面邊緣部位受到的約束最少，應(yīng)力在釋放的過程中總是傾向于在約束最少，最薄弱的區(qū)域進(jìn)行，所以這些部位受邊角效應(yīng)影響最為明顯，翹曲值最大。

這樣學(xué)生通過四個因素影響分析可以直觀了解翹曲情況、大小和原因，這樣作既是對理論分析的驗證，更加深了對翹曲的理解。

3 趁熱打鐵，對學(xué)生進(jìn)行思維啟發(fā)

當(dāng)學(xué)生興趣正濃時，可以師生共同分析改善翹曲的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最大限度的提高課堂的教學(xué)效果:(1)加強(qiáng)制品四個轉(zhuǎn)角處和腔內(nèi)底面的冷卻，減少制品整體的溫差，縮小高溫區(qū)域的面積。(2)冷卻管道盡量避開側(cè)面敞開邊緣部位，這些部位實(shí)行緩冷。(3)從整體優(yōu)化冷卻管道的排布，使制品內(nèi)部應(yīng)力在冷卻階段均勻釋放。(4)在實(shí)際成型中，我們建議參照推薦的螺桿轉(zhuǎn)速曲線圖，以獲得平穩(wěn)、勻速的料流，減少制品內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生。

4 通過對比加強(qiáng)理論的掌握

通過理論講述和直觀的Moldflow分析，學(xué)生對課本上的枯燥理論理解效果會好很多，當(dāng)然在教學(xué)過程中，要遵循認(rèn)知規(guī)律、掌握中職學(xué)生的實(shí)際的情況，掌握Moldflow軟件在教學(xué)中應(yīng)用的時機(jī)和方法，只有這樣才能更好的發(fā)揮模擬軟件的作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更直觀的了解翹曲情況，加深對翹曲的理解。使學(xué)生在吸收這類知識的同時，也更好的且最大限度的提高課堂的教學(xué)效果。