本文利用Moldflow軟件對某汽車前門裝飾板進行翹曲分析，確定了翹曲產生原因，通過優化工藝條件，改善冷卻系統，以及采用變形補償技術，達到了控制翹曲變形的目的，從而實現了產品品質的提升。
隨著塑料工業的飛速發展，通用與工程塑料的強度和精度等性能顯著提高，塑料制品的應用范圍不斷擴大，逐漸形成了以塑代鋼、以塑代木的趨勢。塑料制品的強勁發展勢頭，極大地帶動了整個塑料模具工業的發展。由于高效率、高精度和低成本的顯著特點，注塑成形成為批量生產塑料制品的首選方法。但是，注塑成形常常會出現各種質量問題，如短射、飛邊、翹曲、熔接痕和尺寸誤差等，如何防止制品翹曲成為困擾工程師的一個難題。與此同時，隨著經濟的快速發展和人們生活水平的提高，人們對塑料制品外觀質量和使用性能的要求越來越高，翹曲變形程度作為衡量產品質量的主要指標之一，越來越多地受到產品設計師及用戶的關注和重視。
注塑成形有三個關鍵的環節：產品設計、模具設計和注塑工藝設計。較前的環節直接影響較后的環節，較后的環節往往只能在一定程度上優化前一環節的不足，而不能徹底消除前一環節所固有的缺陷。所以，我們在產品設計之初就應該盡可能地降低可能出現的缺陷，提高設計質量。
軟件介紹
Moldflow軟件是世界公認的注塑CAE工業標準。該軟件可精確高效地模擬注塑工藝全過程，幫助廠商實現高質量、低成本和短周期的目標；Moldflow采用目前最先進的有限元分析技術，依靠計算機模擬模具形狀和處理、分析大量數據，對人們提出的工藝條件（模溫、料溫和注射時間等）進行校驗，從而找到滿意的工藝參數。Moldflow軟件包括以下三部分：
1. Moldflow Plastics Advisers（產品優化顧問，簡稱“MPA”）
塑料產品設計師在設計完產品后，運用MPA軟件模擬分析，在很短的時間內，就可以得到優化的產品設計方案，并確認產品表面質量。
2. Moldflow Plastics Xpert（注塑成形過程控制專家，簡稱“MPX”）
集軟硬件為一體的注塑成形品質控制專家，可以直接與注塑機控制器相連，進行工藝優化和質量監控，自動優化注塑周期、降低廢品率及監控整個生產過程。
3．Moldflow Plastics Insight（注塑成型模擬分析，簡稱“MPI”）
MPI是對塑料產品和模具進行深入分析的軟件包，通過對整個注塑過程進行模擬分析，包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結構應力和收縮，以及對氣體輔助成形、注塑壓縮成形等特殊成形方法進行分析，使模具設計師在設計階段就預測出未來產品可能出現的缺陷，提高一次試模的成功率。
翹曲變形優化
以某車型前門裝飾板產品為例，應用Moldflow軟件進行分析。該產品屬于典型的長條件制品，易出現翹曲變形，且產品為外觀件，整體噴漆處理。其相關參數：外形尺寸為1073mm×148mm×53mm；樹脂材料為PP+EPDM+TD20；基本壁厚2.5mm；材料收縮率為1.05％。
1.翹曲變形的原因
注塑件變形是實際生產中常常遇到的一個問題，產品設計結構不合理造成壁厚不均勻；注塑工藝選擇不恰當，如溫度、壓力和時間等參數設置不合理，都可能造成注塑件明顯的變形。模具設計作為中間環節，為兼顧兩頭，要考慮的因素往往最多。注塑件由于其本身在各個尺寸方向上的收縮不均勻而產生翹曲變形，收縮不均勻表現為在制品不同部位的收縮不均勻，制品壁厚方向的收縮不均勻，材料取向不同造成的收縮不均勻。影響注塑件收縮的因素從本質上可以歸結為三點：注塑件殘余應力、注塑件冷卻過程和材料的取向。從模具設計的角度，則要考慮模具型腔的預變形、模具冷卻系統的設計以及澆口的數量和位置的安排。
2.確定產品翹曲原因
利用Moldflow軟件對產品進行模擬，產品采用三點順序閥進膠，以消除熔接痕；有限元網格數量53247，FUSION網格匹配率為91.3％，符合翹曲變形的要求。
對模擬產品進行運行充填、保壓和翹曲分析后，得出如圖4所示的分析結果。從變形數據分析來看，產品的主要變形來自Z方向，即主要為翹曲。
分析影響Z方向翹曲的各因素數據，得出不均勻收縮是產品翹曲變形的主要原因。因此，調整產品的均勻收縮是改善變形的主要突破口，由于產品的特殊裝配關系，調整肉厚不可行，從而設置預補償量則成為一種行之有效的方法。
3.預變形分析
（1）確定預補償量 預補償分析的補償量非常關鍵，如果補償不準確，模具后期的整改難度比較大，包括大面積補焊、降面，甚至模具報廢，對模具的壽命和成本都帶來非常巨大的負面影響。Moldflow軟件利用精密的網格模型以及準確的參數設定，可以準確地分析出變形量，從而幫助設計者確定預補償量。Moldflow的具體實施方案是：運行Moldflow，得出產品的Z向翹曲結果，產品的兩端翹曲上翹，翹曲量為2.975mm～3.869mm，根據翹曲量做變形預補償。
（2）預補償方案驗證 為了驗證預補償量的準確性，利用Moldflow對數據進行變形分析，確定產品回彈量是否與補償量匹配；為了排除注塑工藝的影響，驗證方案工藝參數與確定變形量的分析參數保持一致。對驗證數據進行分析得出，回彈量與補償量公差在±0.5mm以內，滿足裝車需求。
（3）效果驗證 產品經過預變形處理后，裝飾板的裝配間隙有了非常大的改善，增加了整車的美感與質感，實現了整車品質的提升。
結語
Moldflow可以在模具設計前期對產品的變形缺陷充分識別，并通過改善方案驗證來實現缺陷規避。很多情況下產品的翹曲是無法通過調節工藝來完全改善的，預變形的方法很好地解決了這個難題，但是補償量的確定往往是個很棘手的問題。實踐證明，利用好CAE軟件，可以在很大程度上幫助設計者確定相關值，迅速積累經驗。
