什么是模具CAE？简述模具CAE的四大研究内容

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模具 CAE，是模具计算机辅助工程的简称。CAE 将工程设计、试验、分析、文件生成乃至制造贯穿于产品研制过程的每一个环节之中，以计算机为辅助工具来指导和预测产品在构思、设计与制造阶段的行为。目前，注射模 CAE 仅限于注射过程的计算机分析，即模拟注射成形中熔体充模、保压与冷却过程，以及预测塑料制品在脱模时的翘曲变形。

模具 CAE 的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟，为塑件设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺制定及注射过程控制提供科学依据。模具 CAE 技术分析型腔中塑料的流动、保压和冷却过程，计算制品和模具的应力分布，预测制品的翘曲变形，并由此分析工艺条件、材料参数及模具结构对制品质量的影响，达到优化制品和模具结构、优化成型工艺参数的目的。

塑料注射成型 CAE 软件主要包括流动保压模拟、流道平衡设计、冷却模拟、翘曲预测等功能。

流动保压模拟软件能提供不同时刻型腔内塑料熔体的温度、压力、剪切应力分布，其预测能直接指导工艺参数的选定及流道系统的设计。

流道平衡设计软件能帮助用户对一模多腔模具的流道系统进行平衡设计，计算各个流道和浇口的尺寸，以保证塑料熔体能同时充满各个型腔。

冷却模拟软件能计算冷却时间、制品及模腔的温度分布，其分析结果可以用来优化冷却系统的设计。

应力计算和翘曲预测软件则能计算出制品的收缩情况和内应力的分布，预测制品出模后的变形。

常用的注射模 CAE 软件有澳大利亚的 MoldFlow，美国的 C-Mold 和 UGⅡ，德国的CAD-MOLD，法国的STRIM1000和英国的DUCT5等。

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（图片来源网络）

模具CAE的研究内容主要包括以下几个方面。

1.熔体充模的流动模拟

熔体在经流道、浇口进入型腔时，其路径虽不长，但充模流动的过程却十分复杂。模具 CAE 软件通过流动模拟，可以帮助设计人员优化注射成型工艺参数，确定合理的流道数目和浇口的位置，预测所需的注射压力及锁模力，并发现可能出现的注射不足、熔体的热降解、不合理的熔接痕位置等缺陷。

2.保压过程模拟

保压过程模拟的目的是帮助设计人员确定合理的保压压力和保压时间，改进浇口的设计，以减少型腔内熔体体积收缩的变化。

3.冷却过程模拟

冷却过程模拟的目的是对注射模的热交换效率和冷却系统的设计方案进行模拟，帮助设计人员确定冷却时间、冷却管路布置及冷却介质的流速、温度等冷却工艺参数，使型腔表面的温度尽可能均匀。

4.翘曲变形模拟

翘曲变形模拟的目的是预测在给定的加工条件下，塑件脱模后的外观质量、几何形状和尺寸、应力分布及机械性能。帮助设计人员修正塑件、模具的设计方案，进一步预测塑件的使用性能。

来源：精一速料链