多层嵌件材料指定与偏移影响解析

随着新能源汽车的强势崛起，越来越多的汽车零部分也随之进行了大规模的设计调整。为了达到电气方面的功能，零部件中越来越多的加入了大尺寸，大厚度的金属嵌件。在成型时把金属嵌件先放入模具中，然后合模注塑塑料，把金属嵌件包裹在塑料中。这种成型方式也衍生出了一系统新的问题，金属嵌件是否会被冲偏就是其中一个。

我们来看一下传统的分析方法是怎么做的。

一．传统的型芯偏移分析方法：

传统的型芯偏移分析可以预测金属嵌件冲偏的问题，操作如下：

1.将嵌件和产品一起导入Moldflow软件，一起进行网格分析，如下图：

2.划分网格，使用精确匹配，如下图：

需更改嵌件属性和材料。

3.按照嵌件在模具内的固定方式，对嵌件进行固定，如下图：

对嵌件固定的位置进行固定约束。

4.设置参数进行分析，得到偏移结果，提前预测金属嵌件的偏移方向和偏移量。如下图：

针对偏移量较大，超出产品要求的嵌件，我们会制定相应的对策。其中最常用的对策就是设计预注塑，如下图：

图1 没有预注塑，金属片在成型过程中可能会被冲偏，导致贴到上模具壁。为了防止金属片被冲偏，在图2中设置了预注塑，如黄色所示。先用一小块塑料把金属片包起来，为金属片做定位，这样金属片就不会被冲偏了。

带预注塑结构的产品如何进行分析呢？下面列出来了常用的方法，看大家是不是这样做的。

二．有预注塑的常用分析方法：

我们为了使预注塑和金属片保持相对静止的状态，会把金属片和预注塑进行布尔运算，做成一个整体来进行分析，如下图：

无预注塑的方案，金属件向上偏移很严重，而有预注塑的产品，无明显偏移，只是沿流动方向有少量偏移。

此方法可以很好的预测加了预注塑会不会对金属件的偏移直到约束作用。但是，不容易更改预注塑的材料属性。

金属件为工具钢材料，而预注塑为塑料属性。当金属件和预注塑做为一个整体时，需要选中预注塑部分的四面体单元进行材料更改，在选择中就会出现如下图的情况：

金属件与预注塑的接触面会变得非常不整齐，甚至有些属于金属属性的也被设置成了塑料属性。

这种情况如何避免呢？下面介绍正确的分析方法。

三．有预注塑结构的正确分析方法

1.把预注塑单独建模，并与金属件和二次注塑塑料分析求差。将三个模型同时导入到软件中，如上图所示；

2.划分网格，将接触界面更改为“精确匹配”。生成3D网格，如下图：

3.将金属件网格属性更改为“零件镶件”，材料设置为金属材料，如下图:

4.将预注塑件网格属性更改为“零件镶件”，材料调协为聚合物材料,如下图：

5.隐藏二次注塑塑料网格，只显示金属件和预注塑件网格，使用整体合并，将重叠的点合并起来，把结果做成一个整体，如下图：

6.设置约束条件，如下图，然后进行分析。

7.最终分析结果如下：

偏移量非常小，设计的预注塑起到了作用。同时，会有一个重新熔化区域结果显示，显示在进行二次注塑时预注塑的哪些区域被再次熔化了。

总结：

1.传统方法只能预测嵌件的偏移方向与偏移量，并不能根据改善对策进行验证分析；

2.将改善对策中的预注塑部分与嵌件进行布尔运算，虽然可以来验证增加预注塑后的改善情况，但是无法解决分别为嵌件和预注塑赋予不同材料的操作；

3.正确的做法，不仅仅可以来验证改善方案的可行性，同时也可以分别为嵌件和预注塑部分赋予不同的材料，也可以查看二射注塑把预注塑重新熔化的区域。