[发明专利]一种塑料制件开模收缩率的预测方法及系统

说明书

本发明提出一种塑料制件开模收缩率的预测方法及系统，适用于各种热塑性材料制件的制作过程。通过对制件3D结构数据、材料数据和加工工艺数据中的不同参数进行优化组合，得到更加精确的收缩率计算方法。进一步通过考虑材料离模时冷却至环境温度的过程对制件的影响来优化计算模型，从而更精确地预测制件整个制程的收缩率，以此能够为模具设计提供准确的参考，有助于生产精度更高的塑料制件。

技术领域

本发明属于注塑成型技术领域，特别涉及一种开模收缩率的预测方法及系统。

背景技术

塑料由于具有可塑性强、重量轻、化学稳定性优良等特点，在国民经济中有着广泛的应用。注塑成型是塑料制品的一种重要的制备方法，通过该方法可以制备各种形状、尺寸、精度的塑料制品，因而能够满足各种不同领域的需求，例如通过注塑成型制备各种工业配件、结构件、壳体等等。

注塑成型过程中，在一定温度下需要将完全熔融的塑料材料注射到模具型腔中，再经过冷却固化后得到成型的制品。然而，在从熔融粘流态到冷却固化定型的过程中，塑料制件会产生收缩，从而形成与模具型腔尺寸之间的差异。因此，在模具设计时就需要考虑到上述材料收缩变形带来的影响，否则无法制作符合要求的制件，这就意味着精确预测开模收缩率是关系到制件生产成功的关键指标。

现有技术中确定开模收缩率的方法有：1、预先设计实验软模并进行实验的实验试错法，但是通过开实验软模以及成型零件后推算出开模收缩率的方法涉及成本高和项目周期长的缺点；2、模具尺寸修偏，通过模具多次局部修正来适应收缩率，但是也涉及模具修正次数、模具试制次数多会造成成本高和项目周期长的缺点；3、通过大量项目应用数据得出收缩率的经验法，虽然类似的制件可参考性较高，但在实际应用中制件结构差异很大，在面对不同的制件时，经验法可参考性很低；4、材料厂商推荐收缩率，显然推荐的收缩率并不适用于任何结构的制件，这给后期材料调整增加了更多的困难。

由此可见，现有技术中虽然有一些方法希望获得收缩率参数，但是普遍存在成本高、时间周期长或者缺乏普适性的缺点，对提高塑料制件制备精度的帮助非常有限。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点，本发明提出了一种可以精确预测塑料制件开模收缩率的方法，具体的，所述方法包括如下步骤：

S1、获取制件3D数据、材料数据以及加工工艺参数，其中，获取所述加工工艺参数包括确定分析序列；

S2、计算不同分析序列下的多个结果输出；

S3、从所述多个结果输出中确定对收缩率预测影响较大的结果输出；

S4、计算步骤S3所确定的每一个结果输出的权重值和对应的仿真收缩率；

S5、根据如下公式计算所述开模收缩率：其中i为结果输出的序号，n为步骤S3所确定出的结果输出的个数，f_i为第i个结果输出对应的权重值，s_i为第i个结果输出对应的仿真收缩率。

进一步，所述步骤S4中，计算权重值的方法包括如下步骤：

S41、确定仿真收缩率最为接近的多个结果输出；

S42、对于上述仿真收缩率结果接近的结果输出给出相同的权重值；

S43、步骤S3确定的其它结果输出对应的权重值则依照对结果的影响赋予相应的权重值。

优选地，所述制件3D数据的网格前处理过程中，选择中性面单元或者双面单元的单元类型。所述材料数据包括粘度数据、PVT数据、机械属性数据、结晶形态学数据、填充数据、应力-应变数据和热属性数据。所述加工工艺参数包括熔料温度、模具温度、充填时间、充填体积、保压压力和冷却时间。所述分析序列包括如下两个分析序列：冷却+充填+保压+收缩，和冷却+充填+保压+翘曲。

进一步，所述预测方法还包括如下步骤：