三角形元素(Triangle Element)
笛卡尔坐标系中的三个 节点 用于创建三角形元素(或短元素)。
相邻元素共享相同的 节点 。
从一个 节点 到另一个节点的线称为元素边。
为了确保正确的 FEM 网格,不允许在另一个三角形元素的元素边缘上具有相邻元素的 节点 。
选择 节点 的顺序决定了三角形元素法向量的方向。
法向量定义了元素的正面和背面。
在开始模拟之前,需要检查所有元素的 质量 。

笛卡尔坐标系中的三个 节点 用于创建三角形元素(或短元素)。
相邻元素共享相同的 节点 。
从一个 节点 到另一个节点的线称为元素边。
为了确保正确的 FEM 网格,不允许在另一个三角形元素的元素边缘上具有相邻元素的 节点 。
选择 节点 的顺序决定了三角形元素法向量的方向。
法向量定义了元素的正面和背面。
在开始模拟之前,需要检查所有元素的 质量 。

注塑成型通常在整个循环过程中有温度。
从挤压阶段结束到喷射的时间称为剩余冷却时间(下面时间压力图中的蓝线)。
在此期间,塑料件的冷却单独进行。

注塑用的树脂大多吸湿(吸水)。
塑料树脂干燥后,应确保物料内部有规定的剩余水分含量。
这需要根据材料供应商提供的规格参数进行检查。
如果残余水分过高,则有增加气陷、空泡等缺陷的风险。
I除此之外,塑料件的机械性能也会降低。
因此,在塑料制品干燥前和注塑成型前对其残余含水率进行测量是非常重要的。
塑料在储存过程中可以吸收不同量的水分。根据使用的塑料,在生产前必须测量水分的程度,并在必要时通过干燥来减少水分。
如果样品在测量 剩余水分 时通过 红外辐射 加热,则称为 剩余水分 红外测量。
测量原则如下:
样品由红外线加热。这蒸发了塑料中的水分。通过在测量装置中内置精确 刻度 来检查重量,确定干燥前后的重量差异。
此结果对应于%的湿度含量%。
一个金字塔状的三维物体,有四个三角形元素,称为四面体(四面体元素)。
在模拟中,四面体被用来建立一个体积网格。
在第一步中,将使用三角形元素对零件表面进行网格划分。
三角形元素将被用作进入零件的第一个四面体层的基底。
根据基本三角形元素的大小和方向,可以创建具有临界纵横比的四面体。
一个四面体元素的随机方向会导致一个不太好的方向。
这可能导致更长的计算时间。

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正方形或三角形元素主要用于生成模拟网格。
当一个元素的两个或多个节点落在同一坐标上时,该元素称为退化元素。
这样一个正方形可以变成三角形,一条直线,甚至一个点。
根据使用的程序,多个节点将自动连接到一个节点,或者需要手动清理。
退化的元素也存在于体积元素中。
六面体可以退化为棱镜或四面体。
退化的元素会导致模拟出现错误的结果,甚至会阻碍模拟的开始。

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笛卡尔坐标系统中的 x、y 和 z 坐标给出的点在有限元素分析中被命名为节点。
在 2D 或 2.5D 系统中,节点是光束元件或 三角形元素 的一部分。
在 3D 系统中,节点是四重奏、六角形或 棱镜 元件的一部分。
FEM 系统中的分析通常从一个节点到其相邻的节点进行。
计算的结果将被分配到给定的节点。

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根据DIN 55 350 / T11的质量定义是“设备的性质,因为它可以满足指定和要求的需求”。
使用不同的因素来评估塑料件的质量。
最简单的是光学评估。
可见表面上不得有条纹,烧伤痕迹,凹陷痕迹和/或气陷。
尺寸检查用于控制塑料件的功能。
收缩和翘曲是主要的质量标准。
技术图纸显示了可接受质量的塑料件的必要公差。
必须进行机械测试,以根据塑料件的使用情况检查在塑料件上施加的不同力。
纤维定向,焊缝,空隙和壁厚可能会导致这种质量下降。
材料的选择和工艺都对上述质量因素有决定性的影响。
注塑成型模拟和其他结构分析有助于提前检查塑料件的质量。

质量: 张力杆有助于检查材料的机械性能,以在后面的部分中获得高质量。
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一个金字塔状的三维物体,有四个三角形元素,称为四面体(四面体元素)。
在模拟中,四面体被用来建立一个体积网格。
在第一步中,将使用三角形元素对零件表面进行网格划分。
三角形元素将被用作进入零件的第一个四面体层的基底。
根据基本三角形元素的大小和方向,可以创建具有临界纵横比的四面体。
一个四面体元素的随机方向会导致一个不太好的方向。
这可能导致更长的计算时间。

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评估元素质量的有用参数是纵横比。
在仿真中,三角形元素是使 产品 表面啮合的主要因素。
可以以不同方式确定纵横比。
例如,在Moldex3D中,纵横比是基于两个圆计算的。
内圆接触三角形切线的每个边缘,而外圆穿过元素的所有边缘。
纵横比等于内半径除以圆的外半径的两倍。
等边三角形的长径比为1,没有表面积的三角形的长径比为0。
纵横比越高,质量越好。
在Moldflow中,有多种计算纵横比的方法。
使用同一种策略,类似于Moldex3D,纵横比在0到1之间。
另一种策略导致纵横比从1.16到无穷大。因此,最小值代表最佳质量。

注塑成型模拟: 在Moldex3D中,纵横比是圆的内半径(蓝色)除以圆的外半径(黄色)的两倍。
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为了弥补收缩,必须在100%填充后注入更多的材料。
挤压时间的长度(下面的时间压力图中的绿线)必须以达到浇口冻结时间的方式来选择。
较短的挤压时间会加大的凹痕和孔洞的风险

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注塑机的温度在整个循环过程中受到控制。
由于冷却系统始终处于工作状态,所以冷却时间的长短没有明确的定义。
在填充过程中,熔体只对模腔进行部分的湿润。
这就是为什么要定义从注射结束到喷射的冷却时间。
也就是说,冷却时间等于挤压时间(绿线)加上剩余冷却时间(时间-压力图中的蓝线)。

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生产所需的所有信息都收集在设备设置表(或设备数据表)上。
包括原材料和干燥条件,设备数据和模具冲程。
然后是工艺参数。
这包括每个冷却通道、热流道和气缸的温度;循环时间,压力和速度。
使用正确的填充数据表,可以在任何时候重新生成该过程。

在塑料行业,减少塑料颗粒的 剩余水分 非常重要。
因此,大多数塑料在加工前需要物料干燥。
在热空气或真空干燥机中,剩余水分 会减少。
需要注意的是,每个塑料需要不同的 温度 和时间干燥,从而达到最少的 剩余水分 ,同时材料不会变脆。

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用一个单一的值来比较不同的聚合物是比较容易的。
因此,对于粘度通常使用MFI(熔体流动指数)。
这个数值描述了在特定的温度和压力下(主要是2、16公斤或5公斤),聚合物在10分钟内通过给定毛细管的质量。
这意味着MFI越高,聚合物的粘度越小。
使用的单位是克/10分钟。

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注塑用的树脂大多吸湿(吸水)。
塑料树脂干燥后,应确保物料内部有规定的剩余水分含量。
这需要根据材料供应商提供的规格参数进行检查。
如果残余水分过高,则有增加气陷、空泡等缺陷的风险。
I除此之外,塑料件的机械性能也会降低。
因此,在塑料制品干燥前和注塑成型前对其残余含水率进行测量是非常重要的。
质量:便携式剩余湿度计
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每个物体都会根据其温度发出一定量的辐射。
在较大波长方向上与可见光相邻的辐射称为红外辐射或热辐射。
威廉·赫歇尔(William Herschel)于1800年发现了这种辐射。
红外辐射的波长在780纳米到1毫米的范围内。

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吸湿性塑料在加工前必须干燥。为此,可使用不同的干燥系统。干燥空气系统组包括所谓的压缩空气干燥机。
该系统不是在吸附式干燥机中除湿的空气,而是使用预干燥的压缩空气,将其减压、加热,然后分配到物料容器中。使用压缩空气干燥机可以达到 -20 °C 或更低的 露点 。压缩空气干燥机适用于小批量和大批量。压缩空气干燥机节能的进一步发展是双回路压缩空气干燥机。这些系统使用环境空气和/或废气来预热颗粒,与传统的压缩空气干燥机相比,只需要一小部分压缩空气即可提供干燥的气氛。
塑料: 用于干燥吸湿性塑料的压缩空气干燥机。
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我们呼吸的空气和我们周围的空气通常是具有一定湿度的气体混合物。这种潮湿气体的混合物可能含有蒸汽和空气。
蒸汽可以通过其他可冷凝元素进行交换,空气可以通过特定气体进行交换。
露点定义为处于平衡状态的潮湿气体的 温度 ,其中冷凝和汽化处于平衡状态。因此气体刚好饱和。
6 bar 时压缩空气的露点为 -40 °C。该露点应用于避免气动系统中的水和/或 塑料件 上的水滴被吹掉。
为确保塑料树脂的有效干燥,使用的加热空气应提供 0 °C 的露点。

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对于2.5D的注射成型模拟,需要一个表面网格。
选择的CAD模型的所有表面将覆盖三角形元素,以建立一个封闭的网格。
表面网格可以通过导出为stl文件的cad系统自动生成。这种格式通常用于快速原型制作过程。
但是这种网格的质量对于注塑模拟来说不够精确。
网格包含几何信息,需要优化。
拥有大量的元素以及确保每个元素具有良好的高宽比非常重要。

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在CAD系统中,生成零件的几何形状。
这可以通过不同的方式实现:
一种方法是使用简单的3d体(圆柱体、长方体等)直接构建更复杂的3d目标。
另一种方法是创建单个表面来构建3d目标。
如果所有的表面都建立了一个封闭的表面,并且内部和外部表面都有明确的定义,那么这个结果就称为体模型,与所选择的生成CAD模型的方法无关。

由多边形平行移动而成的固体叫做棱镜。
在有限元分析中,常用的棱柱体是三角形的。
它的优点是一个非结构化网格在两个方向,同时,一个结构化的主要方向
在曲面网格的基础上,将棱柱单元挤出到塑料件中。
这样构建的棱柱单元不同层是可能的。结合四元网格(其余部分),建立了精度高、单元少的blm网格。因此,计算时间可以减少。
基于三角形足迹棱镜的特殊形式,允许用于注塑模拟的流道系统中,纤维在流道内的流动方向上有一个方向,而没有第二个优先方向。

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一群塑料行业的专家于 2006 年在德国成立了 PLEXPERT 公司。
公司下设两个部门。一个部门专注于有限元模拟,如注塑成型模拟和结构分析。
基于数十年的实践经验,PLEXPERT 的咨询服务提供符合 dfm 标准的结果,以降低部件成本,提高塑料部件的生产质量。
第二个部门侧重于为塑料工业开发和提供软硬件。PLEXPERT 凭借先进的产品,为确保生产安全和减少对宝贵资源的需求做出了贡献。
如今,PLEXPERT 在加拿大、德国、泰国和中国都设有办事处,以便快速有效地为客户提供支持。
由于塑料专家网络的紧密联系,PLEXPERT 在许多其他国家也有合作伙伴,可以提供 PLEXPERT 产品和服务。

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