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6.5注塑成型模拟与分析&&塑料顾问(Plastic Advisor)
&&& Pro/ENGINEER系统除了提供模型厚度分析和模型拔模检测外，还提供了强大的模流分析功能&&塑料顾问(Plastic Advisor)。塑料顾问模块是Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的一个外挂模块，专门用来对塑件制品进行注塑成型模拟与分析的。该模块主要分析的是塑料熔体在注塑成型过程中的填充状态，如流动路径、填充质量、温度分布、压力分布、填充时间分布、最佳浇口位置及可能产生熔接痕和气泡缺陷的位置等。通过这些分析，可以直观看到注塑成型中的各种缺陷，使设计人员能在模具设计的初始阶段发现问题，并得到可靠、易于理解的加工反馈和信息建议，使模具设计得到完善和优化。
&6.5.1塑料顾问模块简介
&&& 塑料顾问不是Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的默认安装。在安装Pro/ENGINEER Wildfire 5.0时，需在&要安装的功能&列表框中展开&选项&节点，接着单击&Pro/Plastic Advisor&选项前的&& &&按钮，然后在弹出的菜单中选取&安装此功能&选项，如图6-41所示。可以临时添加安装&Pro/Plastic Advisor&模块。
&&& 塑料顾问(Plastic Advisor)模块是在零件模块下运行的模块。启动零件模块后，在系统菜单栏中依次选取&应用程序&&&Plastic Advisor&选项，如图6-42所示，系统弹出如图6-43所示的&选取&对话框，& 同时在信息栏中提示用户&&& （选取一个基准点作为浇口位置或单击鼠标中键进行查询选取）。在模型上选取浇口位置后，系统将调出塑料顾问操作界面。它由五部分组成，分别是图形显示区、负责控制图形缩放旋转和其他选取或显示模型的左工具栏区、存放所有功能的下拉式菜单区、常用工具的上工具栏区，以及底下的工作标签区，如图6-44所示。
注意：若用户不清楚浇口的最佳位置，而希望Pro/ENGINEER系统给出一个参考，则可以不进行浇口基准点的选取，而直接单击&选取&对话框中的&&& 按钮。
塑料顾问模块可以提供以下分析：
1)产品结构的合理性分析。
2)选取合理的注塑材料。
3)确定合理的浇口位置。
4)浇口位置的自动优化。
5)预测熔接痕的位置。
6)模具型腔是否充满。
7)最终制品的质量分析。
8)如何选取合适的注塑机。
9)缩痕分析。
10)成本顾问。
注意：在塑料顾问操作界面中，当鼠标指针处于旋转状态& 时，按住鼠标左键可以旋转参照模型，按住鼠标中键可以缩放参照模型。
&6.5.2塑料顾问模块的分析内容
&&& 进入塑料顾问操作界面后，单击上工具栏中的&Analysis Wizard（分析向导）&按钮&& ，系统将弹出如图6-45所示的&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框。在对话框的&Select analysis sequence（选取分析方式）&选项组可以指定分析内容。
& &Molding Window&：用于分析合适的成型条件。在做这个分析之前，必须先运行&Gate
Location&分析，以选取最佳的处理条件，或做材料比较。
&&& &Gate Location&：用于浇口位置分析。
&&& &Plastic Filling&：用于分析塑料熔体的流动性。
&&& &Cooling Quality&：用于冷却质量分析。预测因冷却速度的不同而产生缺陷（翘曲
变形）的位置。
&&& &Sink Marks &：用于分析缩痕。该项分析应在塑料流动分析之后才能进行。
&&& 1．浇口位置分析
&& &对塑件制品进行模流分析时，应先在塑料顾问(Plastic Advisor)中选取浇口位置(Gate Location)分析功能，以得到合适的浇口位置。
&&& 如图6-46所示，在&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框的&Select analysis sequence &选项组中选取&Gate Location &复选框，单击对话框中的按钮，系统将弹出如图6-47所示的&Analysis Wizard-Select Material&对话框。在该对话框中，可为塑料模流分析指定所需的材料。
&&& 选取&Analysis Wizard-Select Material&对话框中的&Special Material&单选按钮，单击&Manufacture&下拉列表，在打开的列表中选取提供塑料材料的生产商，如Generic，接着打开&Trade name&下拉列表，在其中选取生产商提供的材料牌号，如ABS-Acrylonitrile-butadiene-styrene.
指定完所需的材料后，单击&Analysis& Wizard-Select& Material&对话框中的&& &按钮，系统将弹出如图6-48所示的&Thermoplastic material（热塑性材料）&对话框。单击该对话框中的各个选项卡，可以查看材料相应的属性（如收缩性、流变性、机械性能等）。
&&& 单击&Analysis Wizard-Select Material&对话框中的&&&&&&& 按钮，系统将弹出如图6-49所示的&Material Data Method Report（材料数据测试方法报告）&对话框。在该对话框中，可以查看材料数据的测试方法报告。
&&& 单击&Analysis Wizard-Select Material&对话框中的&&&& 按钮，系统将弹出如图6-50所示的&Analysis Wizard-Processing Condition（成型条件）&对话框。在该对话框中，用户可设置模具温度、塑料溶解温度和注射压力极限值，或使用系统的默认值。
&&& 单击&Analysis Wizard-Processing Condition&对话框中的&&&& 按钮，系统将开始选取浇口位置分析，并在塑料顾问操作界面下方显示分析进度。经计算后，系统将弹出如图6-51所示的&Result Summary&对话框，在该对话框中显示出了分析结果。
单击&Result Summary，，对话框中的&&&&&& 按钮，系统返回到塑料顾问操作界面，并在参照模型上显示出合适的浇口位置，如图6-52所示。其中蓝色区域是最合适的浇口位置，红色区域是最不合适的浇口位置，其他颜色部分可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。
&&& 单击塑料顾问操作界面顶部工具栏中的&Pick Injection Locations（选取浇口位置）&
按钮 ，光标显示为一个十字叉，接着在参照模型的最佳浇口区域中选取如图6-53所示的点作为浇口位置。在选取的点处，系统将给出一个代表浇口位置的小圆锥，并在图形显示区下方给出了浇口标示处的X、Y、Z坐标值，如图6-54所示。
&&& 2．塑料熔体流动性分析
&&& 单击塑料顾问操作界面上工具栏中的&Analysis Wizard&按钮&& ，系统将弹出&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框，接着在对话框的&Select analysissequence&选项组中选取&Plastic Filling&复选框，如图6-55所示，单击对话框中的&& &按钮，系统将开始选取流动性分析。分析完成后，系统弹出如图6-56所示的&Result Summary&对话框，在该对话框中显示出了流动性分析的详细情况。
注意：在&Result Summary&对话框中有一个类似于交通灯的指示灯 。如果分析结果中指示灯为绿色，则表示通过，黄色表示有缺陷，红色表示不可行。在&Result Summary&对话框的中部，系统给出了流动性分析的具体数据，如实际注射时间、实际注射压力、是否有熔接线、是否有气泡、注射量、预估循环时间等。
&&& 单击&Result Summary&对话框中的&&&&&&& 按钮，系统返回到塑料顾问操作界面。用户可在操作界面工具栏中的下拉列表中选取要查看的流动性分析内容，如图6-57所示。
& &Plastic Flow（塑性流动）&选项：用于查看塑料熔体在模具型腔中的填充动画。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮 ，系统将开始演示塑料熔体的充填，如图6-58所示。
& &Fill Time（填充时间）&选项：用于查看塑料熔体填充模具型腔各处的时间，如图6-59所示。参照模型上的红色区域表示最先填充的区域，蓝色区域表示最后填充的区域，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮 &，系统将开始演示塑料熔体在模具型腔中的填充顺序。
&&& &Injection Pressure（注射压力）&选项：用于查看注射过程中注射压力在模具型腔中的分布情况，如图6-60所示。系统在参照模型上以不同的颜色显示各区域的注射压力分布情况。其中红色区域是注射压力最大的区域，蓝色区域是注射压力最下的区域，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮& ，系统将开始演示注射压力在模具型腔中的分布情况。
&&& &Flow Front．Temp（料流前段温度）&选项：用于查看料流前段温度的分布情况，如图6-61所示。系统在参照模型上以不同的颜色显示各区域的料流前段温度分布情况。其中红 色区域表示温度最高的区域，蓝色区域表示温度最低的区域，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。如果零件上一个较薄区域的料流前段温度太低，则可能产生充填不足现象，如果零件某区域的料流温度太高，则可能发生物质退化和表面瑕疵现象。因此，料流前段温度应控制在一定的范围内。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result
（播放结果）&按钮 &&&，系统将开始演示料流前段温度在模具型腔中的分布情况。
&&& &Pressure Drop（压力损失）&选项：用于查看注射过程中注射压力的损失分布情况，如图6-62所示。系统在参照模型上以不同的颜色显示了各区域的注射压力损失情况。其中蓝色区域表示注射压力损失最小，红色区域表示注射压力损失最大，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮&& &，系统将开始演示注射压力在模具型腔中的损失分布情况。
& &Skin Orientation（表面位向）&选项：用于查看塑料制品表面纤维的排列位向，如图6-63所示。系统用料流前段的速度矢量来表示塑料制品表面纤维的排列位向。
& &Confidence of Fill（填充可行性）&选项：用于查看塑料熔体的综合填充效果，如图6-64所示。系统在参照模型上以不同的颜色标示塑料熔体的填充情况。其中绿色区域表示填充效果最佳，黄色区域表示填充效果欠佳，其他颜色区域所代表的填充效果如图6-65所示。
&Quality Prediction（质量预测）&选项：用于查看塑料制品期望的外观质量和机械性能，如图6-66所示。系统在参照模型上以不同的颜色显示各区域的填充质量分布情况。其中红色区域表示填充质量较低，绿色区域表示填充质量较高，其他颜色所代表的填充质量如图6-67所示。
&&& 3．成型条件分析
&&& 单击塑料顾问操作界面顶部工具栏中的&Analysis Wizard&按钮& ，系统将弹出&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框，接着在对话框的&Select analysis sequence&选项组中选取&Molding Window&复选框，如图6-68所示，然后单击对话框中的&&&& 按钮，系统将弹出如图6-69所示的&Analysis Wizard-Molding WindowProperties&对话框。
&& 在&Analysis Wizard-Molding Window Properties&对话框的&Required surface finish&选项组中选取&Gloss&单选按钮，单击对话框中的&&&& 按钮，系统开始对成型条件进行分析。分析完成后，系统弹出如图6-70示的&Result Summary&对话框。
&&& 单击&Result Summary&对话框中的&& &&&按钮，系统弹出如图6-71所示的&Molding Window Result&对话框。该对话框左侧的图形区中有两个坐标轴，其中垂直方向表示的是温度，水平方向表示的是注射时间。由这两个轴组成了一个二维的象限，该象限每个点代表一个成型条件。二维象限被红色、黄色和绿色分为3个区域。其中：红色区域表示会发生严重错误的成型条件，黄色区域表示会发生局部缺陷的成型条件，绿色区域表示合适的成型条件。
&可在二维象限内单击点来选定成型条件，此时单击点分别向温度轴和注射时间轴上各引出一个黑线，以查看相应点的成型条件。单击点处的温度值和注射时间值及详细说明会显示存对话框右边的&DescriDtion of selected node&选项组中。
&&& 4．冷却质量分析
&&& 单击塑料顾问操作界面顶部工具栏中的&Analysis Wizard&按钮& ，系统将弹出&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框，接着在对话框的&Select analysis sequence&选项组中选取&Cooling Quality&复选框，如图6-72所示，然后单击对话框中的&&&& 按钮，系统将开始进行冷却质量分析。分析完成后，系统弹出如图6-73所示的&Result Summary&对话框。
&&& 单击&Result Summary&列表中选取要查看的冷却质量分析内容，如图6-74所示。
& &Surface Temp. Variance（表面温度变化）&选项：用于查看注塑件表面温度的变化情况，如图6-75所示。系统在参照模型上以不同的颜色表示各部分的表面温度变化情况。其中红色区域表示表面温度变化剧烈，蓝色区域表示表面温度变化缓和，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮 &&&，系统将开始动态演示表面温度的变化情况。
& &Freeze Time Variance（冷却时间变化）&选项：用于查看塑料熔体在模具型腔中的冷却情况，如图6-76所示。系统在参照模型上以不同的颜色表示各部分的冷却情况。其中红色区域表示冷却速度慢，蓝色区域表示冷却速度快，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮 &&&&&，系统将开始动态演示塑料熔体的冷却情况。
&&& &Cooling Quality（冷却质量）&选项：用于查看塑料熔体的冷却质量，如图6-77所示。系统在参照模型上以不同的颜色表示各部分的冷却质量。其中红色区域表示冷却质量差，蓝色区域表示冷却质量好，其他颜色区域可参照图形显示区右侧的颜色对照表来判断。
&&& 5．缩痕分析
&&& 缩痕是指在注塑件表面发生的凹陷现象，主要由塑料熔体冷却不均匀造成的。虽然缩痕并不影响注塑件的结构或性能，但它被认为是质量的严重瑕疵。
&&& 单击塑料顾问操作界面顶部工具栏中的&Analysis Wizard&按钮 &&，系统将弹出
&Analysis Wizard-Analysis Selection&对话框，接着在对话框的&Select analysis sequence&选项组中选取&Sink Marks&复选框，如图6-78所示，然后单击对话框中的&& &按钮，系统将开始进行缩痕分析。分析完成后，系统弹出如图6-79所示的&Result Summary&对话框，在该对话框中显示了缩痕分析结果。
&&& 单击&Result Summary&对话框中的&&&&&&& 按钮，系统返回到塑料顾问操作界面。用户可在操作界面工具栏中的下拉列表中选取要查看的缩痕分析内容，如图6-80所示。
&&& &Sink Marks Estimate（缩痕预估）&选项：用于查看注塑件表面上可能产生的缩痕缺陷，如图6-81所示。选取该选项后，单击工具栏中的&Play Result（播放结果）&按钮 ，可动态演示注塑件上的缩痕。
&Sink Mark Shade（缩痕着色）&选项：用于查看注塑件上的缩痕着色情况，如图6-82所示。
&&& 6．熔接痕和气泡分析
&&& 熔接痕大多是由于制品及模具设计不合理引起的，如冷却系统设置不合理，冷料穴较小等。在实际注塑成型过程中，要彻底消除熔接痕缺陷比较困难。可通过改善排气系统及增加制品加强筋来减少熔接痕缺陷。
&&& 在塑料顾问操作界面，单击顶部工具栏中的&Weld Line Locations（熔接痕位置）&按钮 &&，可查看分析出来的熔接痕位置，如图6-83所示。
&&& 气泡是由于在注塑成型及冷却过程中注射速度太慢、保压时间过短、塑料的收缩率过大等原因造成的。要减少气泡的产生，可在产生气泡的位置处开设排气槽，让气体顺利排出模具型腔。
&&& 在塑料顾问操作界面，单击项部工具栏中的&Air Trap Locations（气泡位置）&按钮&& ，可查看分析出来的气泡位置，如图6-84所示。
&6.5.3分析结果的输出
&&& 分析完成后，若要将分析结果输出，可在塑料顾问操作界面上依次选取菜单栏中的&Results&&&Generate Report&选项，或在项部工具栏中单击&Generate Report&按钮 。系统弹出&Report Wizard&对话框，在对话框的&Generate Report&选项组中选取&Create new report&单选按钮，然后单击对话框中的&&& 按钮，如图6-85所示。
&&& 在系统弹出的对话框中输入标题、作者、单位、接受人、接受单位等相关信息，如图6-86所示。输入完相关的信息后，单击对话框中的&&&& 按钮。
&&& 此时在&Report Wizard&对话框的左侧列表框中列出的是系统分析得到的项目，右侧列表框中列出的是要进行的报告项目，如图6-87所示。可在左侧列表框中选定要报告的分析项目，单击&&& 按钮，将其添加到右侧列表框中，也可在右侧列表框中选定分析项目，单击 & &&按钮，将其移除。单击对话框中的&&&& 按钮。系统弹出如图6-88所示的对话框，存该对话框中，可为报告项目添加注释。
&&& 单击对话框中的&&&& 按钮，系统弹出如图6-89所示的&Select target directory&对话框，在该对话框中为分析报告选取保存路径，然后单击对话框中的&& &按钮。系统弹出如图6-90所示的窗口，在该窗口中，可以查看分析项目的汇总报告。
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11.12 模拟模具开模过程
&&& 移动型腔零件。如图11-186所示，在菜单管理器中依次选取&模具开模&&&定义
间距&&&定义移动&选项，系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&&&&& 。
&&& 在图形显示区中，选取如图11-189所示的型腔零件(FEMALE_ &MOLD. PRT)作为移动零
件。然后单击&选取&对话框中的&确定&&按钮，完成移动零件的选取。
注意：也可在模型树中直接选取相应的零件作为移动对象。
&&& 系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&&&&&&&&&&&&&&&& 。
在图形显示区中选取如图11-188所示的边作为移动方向，接着在信息栏文本框中输入200
作为平移值并按Enter键，如图11-189所示。然后单击&定义间距&菜单中的&完成&
选项，完成型腔零件的移动，结果如图11-190所示。
移动铸模零件。在菜单管理器中依次选取&模具开模&&&定义间距&&&定义移动&& 选项，系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户。
&&& 在模具模型中选取铸模零件(MOLDING. PRT)作为移动零件，如图11-191所示。然后
单击&选取&对话框中的&确定&按钮，完成零件的选取。
&&& 系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&& &，在图形显示区中选取如图11-192所示的边作为移动方向，接着在信息栏文本框中输入100
作为平移值并按Enter键，如图11-193。然后单击&定义间距&菜单中的&完成&选项，
完成凹模零件的移动，结果如图11-194所示。
&&& 移动卡勾。在菜单管理器中依次选取&模具开模&&&定义间距&&&定义移动&选
项，系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&& &。
&&& 在模具模型中选取卡勾零件(TRIP. PRT)作为移动零件，如图11-195所示。然后单
击&选取&对话框中的&确定&按钮，完成零件的选取。
&&& 系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户& & ，在图形显示区中选取如图11-196所示的斜边作为移动方向，接着在信息栏文本框中输入100作为平移值并按Enter键。然后单击&定义间距&菜单中的&完成&选项，完成卡勾零件的移动，结果如图11-197所示。
&&& 移动侧凹零件。在菜单管理器中依次选取&模具开模&&&定义间距&&&定义移动&&
选项，系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&&&&&&&&&& 。
&&& 在模具模型中选取侧凹零件(REENTRANT. PRT)作为移动零件，如图11-198所示。然
后单击&选取&&对话框中的&确定&按钮，完成零件的选取。
&&& 系统弹出&选取&对话框，同时在信息栏中提示用户&&&&&&&&&&&&&&&&& ，
在图形显示区中选取如图11-199所示的斜边作为移动方向，接着在信息栏文本框中输入
100作为平移值并按Enter键。然后单击&定义间距&菜单中的&完成&选项，完成侧凹
零件的移动，结果如图11-200所示。
&&& 在系统工具栏中，单击&保存的视图列表&按钮& &，接着在打开的列表中选取&RIGHT&
选项，使模具模型呈现右视图，如图11-201所示。从图中可以看到，卡勾和侧凹已脱离
铸模零件。
&&& 单击菜单管理器中的&完成／返回&选项，结束开模操作。接着在菜单栏中依次选取
&文件&&&保存&命令，或在工具栏中单击&保存&按钮 ，系统弹出&保存&对话框。
在对话框中接受系统默认的文件名&MOLDESIGN. ASM&，然后单击对话框中的&确定&按钮。
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