玻璃鋼模壓工藝CAD輔助設計
一、模壓工藝設計的重要性
模壓工藝是玻璃鋼制品批量生產時,常用的一種工藝方法。將半成品原料置于壓力模具中,加上壓力后,原材料便會在整個模腔內流動。原材料的流動,主要取決于所施的壓力及其控制方式,因而有效的壓力控制,是加工模壓制品工藝中的一個主要問題,甚至與終產品的性能特性有密切的關系。
通常,產品設計時需了解的一個重要因素,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制品上。對于各向異性制品,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,并按經驗數據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。并且往往在制品的次要方向上,出現應力,這時設計者只能采取提高設計性能指標的辦法,才能確保具有一定的安全系數。
綜上所述,為能提高制品尺寸的精確度,在工藝設計時非常需要采用模擬生產編程,并定量地利用生產工藝對制品特性影響的有關數據。對于模壓制品,精確的成型設計,不但可以得到尺寸較為精確的制品,而且能使制品成本降低。
二、CAD輔助設計技術
一般講,模壓制品的生產成本,主要是原材料成本,大約占80%~90%。這種現代設計方法,只有通過計算機輔助設計(CAD)來完成。由于玻璃鋼成型工藝非常復雜,這一進展目前尚處于研究階段。
本文簡述采用CAD方法,進行模壓制品的模擬程序設計。
先,將模壓制品的幾何尺寸圖形和程控參數等信息,輸入運算程序,這稱為“預編步驟”。通常幾何尺寸可從CAD數據中得到,并可利用網絡發生器進行分解,成為有限元素模擬(FEM)網絡。程序控制參數和材料特性,必須預先輸入程序。如果今后程序能適當聯網,材料特性可從數據庫中直接取得。
其次,將上述數據輸入被稱為Express的程序后,可以計算出“流動波面”。這種 Express 程序是由 Aachen 的 IKV 研制成功的。經過流動模擬,就可以確定出制品的特性。例如,SMC卡車保險杠,由于它具有對稱性,因而只需計算出它一半的數據,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,先制造一個保險杠的線模,將有限元素網絡置于線模內。并輸入閉合速度、空隙位置等數據,就可顯示出流動波面圖象。
若以不同顏色區域,表示不同階段的流動波面,只要通過特定軟件的幫助,就可計算分析出特定時間、特殊區域內的流動波面圖。若在計算機屏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??諝獗桓叨葔嚎s,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 軟件計算出的“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,足以提供出模壓制品的準確結果。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 程序已將計算結果轉換為商用程序,例如用于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征等課題,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、可以提供出由于原材料所處位置的不同,而使制品具有不同強度的情況,以優選出制品的性能
?。?、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,這種用數學關系進行優選的方法,所化費用較為低廉;
?。?、可以節省模具、設備等試制費用,降低生產成本,提高生產效益,縮短成型工藝的周期;
?。?、倘若能與計算機對話狀態,就可以避免出現臨界部位,并獲得試驗計劃的綜合情況,這為確保產品質量,實際上已為完成質量計劃提供了可靠的信息;
?。?、CAD方法將計算機模擬開發,以及模壓制品結果現場檢測,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了解,有助于把對成型工藝有影響的,和沒有多大影響的因素區別開來,以大限度地避免采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;
?。?、模壓工藝控制所需數據,可以直接用于加工計劃之中;
?。?、這些數據可組成計算機輔助工程(CAE)的一個整體部分,并可從CAD系統中得到更多的優異特性。
模壓工藝是玻璃鋼制品批量生產時,常用的一種工藝方法。將半成品原料置于壓力模具中,加上壓力后,原材料便會在整個模腔內流動。原材料的流動,主要取決于所施的壓力及其控制方式,因而有效的壓力控制,是加工模壓制品工藝中的一個主要問題,甚至與終產品的性能特性有密切的關系。
通常,產品設計時需了解的一個重要因素,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制品上。對于各向異性制品,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,并按經驗數據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。并且往往在制品的次要方向上,出現應力,這時設計者只能采取提高設計性能指標的辦法,才能確保具有一定的安全系數。
綜上所述,為能提高制品尺寸的精確度,在工藝設計時非常需要采用模擬生產編程,并定量地利用生產工藝對制品特性影響的有關數據。對于模壓制品,精確的成型設計,不但可以得到尺寸較為精確的制品,而且能使制品成本降低。
二、CAD輔助設計技術
一般講,模壓制品的生產成本,主要是原材料成本,大約占80%~90%。這種現代設計方法,只有通過計算機輔助設計(CAD)來完成。由于玻璃鋼成型工藝非常復雜,這一進展目前尚處于研究階段。
本文簡述采用CAD方法,進行模壓制品的模擬程序設計。
先,將模壓制品的幾何尺寸圖形和程控參數等信息,輸入運算程序,這稱為“預編步驟”。通常幾何尺寸可從CAD數據中得到,并可利用網絡發生器進行分解,成為有限元素模擬(FEM)網絡。程序控制參數和材料特性,必須預先輸入程序。如果今后程序能適當聯網,材料特性可從數據庫中直接取得。
其次,將上述數據輸入被稱為Express的程序后,可以計算出“流動波面”。這種 Express 程序是由 Aachen 的 IKV 研制成功的。經過流動模擬,就可以確定出制品的特性。例如,SMC卡車保險杠,由于它具有對稱性,因而只需計算出它一半的數據,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,先制造一個保險杠的線模,將有限元素網絡置于線模內。并輸入閉合速度、空隙位置等數據,就可顯示出流動波面圖象。
若以不同顏色區域,表示不同階段的流動波面,只要通過特定軟件的幫助,就可計算分析出特定時間、特殊區域內的流動波面圖。若在計算機屏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??諝獗桓叨葔嚎s,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 軟件計算出的“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,足以提供出模壓制品的準確結果。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 程序已將計算結果轉換為商用程序,例如用于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征等課題,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、可以提供出由于原材料所處位置的不同,而使制品具有不同強度的情況,以優選出制品的性能
?。?、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,這種用數學關系進行優選的方法,所化費用較為低廉;
?。?、可以節省模具、設備等試制費用,降低生產成本,提高生產效益,縮短成型工藝的周期;
?。?、倘若能與計算機對話狀態,就可以避免出現臨界部位,并獲得試驗計劃的綜合情況,這為確保產品質量,實際上已為完成質量計劃提供了可靠的信息;
?。?、CAD方法將計算機模擬開發,以及模壓制品結果現場檢測,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了解,有助于把對成型工藝有影響的,和沒有多大影響的因素區別開來,以大限度地避免采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;
?。?、模壓工藝控制所需數據,可以直接用于加工計劃之中;
?。?、這些數據可組成計算機輔助工程(CAE)的一個整體部分,并可從CAD系統中得到更多的優異特性。










































