2.1 概述

Moldflow的设计分析解决方案是全球塑料注射成型行业中使用最广泛、技术最先进的。Moldflow是一个提供深入塑件和模具设计分析的软件包，它提供强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。

2.1.1 软件简介

塑件从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它主要包括塑件设计、模具结构设计、模具加工制造和模塑生产等方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。

模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑件在航空航天、电子、机械、船舶和汽车等行业的推广应用，对模具设计的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。与传统的模具设计相比，计算机辅助工程技术无论是在提高生产效率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的效用。

Moldflow软件是欧特克公司开发的一款用于塑件、模具的设计与制造的软件。Moldflow软件为企业产品的设计及制造的优化提供了整体的解决方案，帮助工程人员轻松地完成整个流程中各个关键点的优化工作。

Moldflow软件可以模拟整个注射过程及这一过程对注射成型产品的影响。Moldflow工具中融合了一整套设计原理，可以评价和优化组合整个过程，可以在模具制造以前对塑料产品的设计、生产和质量进行优化。

在产品的设计及制造环节，提供了两大模拟分析软件：AMA（Moldflow塑件顾问）和AMI（Moldflow高级成型分析专家）。

AMA简便易用，能快速响应设计者的分析变更，因此主要针对注射产品设计工程师、项目工程师和模具设计工程师，用于产品开发早期，快速验证产品的制造可行性。AMA主要关注外观质量（熔接线、气穴等）、材料选择、结构优化（壁厚等）、浇口位置和流道（冷流道和热流道）优化等问题。

AMI用于注射成型的深入分析和优化，是全球应用最广泛的模流分析软件。企业通过AMI这一有效的优化设计制造工具，可将优化设计贯穿于设计制造的全过程，彻底改变传统的依靠经验的“试错”的设计模式，使产品的设计和制造尽在掌握之中。Moldflow 2021软件为AMI系列软件中功能最全、版本最新的软件。

2.1.2 软件功能

1．优化塑件

运用Moldflow软件，可以得到塑件的实际最小壁厚，优化塑件结构，降低材料成本，缩短生产周期，保证塑件能全部充满。

2．优化模具结构

运用Moldflow软件，可以得到最佳的浇口数量与位置、合理的流道系统与冷却系统，并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷却系统尺寸进行优化，在计算机上进行试模、修模，大大提高模具质量，减少实际修模次数。

3．优化注射工艺参数

运用Moldflow软件，可以确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间，以注射出最佳的塑件。

2.1.3 AMI软件介绍

AMI软件作为数字样机解决方案的一部分，为数字样机的使用提供了一整套先进的塑料工程模拟工具。AMI软件强大的深入分析功能，能够优化塑料产品和与之关联的模具，模拟当今最先进的成型过程。目前，AMI软件普遍应用于顶级的汽车制造、医疗、消费电子和包装行业，帮助公司将新产品更快地推向市场。

AMI软件在确定最终设计之前，在计算机上进行不同材料、产品模型、模具设计和成型条件的实验。这种在整个产品的开发过程评估不同状况的能力使得在实际生产中能够获得高质量产品。AMI软件帮助用户“第一时间改好”，从而避免了制造阶段成本的提高和时间的延误。

AMI软件致力解决与塑料成型相关的设计和制造问题。对于生产塑料产品和模具的各种成型过程，包括一些新的成型方式，它都有专业的模拟工具。AMI软件不但能够模拟最普通的成型过程，而且可以模拟为满足苛刻设计要求而采取的独特的成型过程。在材料特性、成型分析、几何模型方面的领先技术，让AMI软件代表最前沿的塑料模拟技术。AMI软件可以缩短开发周期，降低成本，并且让团队有更多的时间去创新。

AMI软件包含了最大的塑料材料数据库。用户可以查到超过8000种商用塑料的最新最精确的材料数据，因此能够放心评估不同的候选材料或者预测最终应用条件苛刻的成型产品的性能。AMI软件中也可以看到能量使用指示和塑料的标识，因此可以更进一步地降低材料能量并且选择对可持续发展有利的材料。

AMI软件赋予工程师深入分析的能力去帮助他们解决最困难的制造问题。由于分析结果高度可信，甚至最复杂的产品模型，AMI软件也能够使工程师团队在模具制造前预测出制造缺陷，真正地减少费时费钱的修模工作。通过完善的控制分析过程参数和广泛的可定制的结果，AMI软件能够将分析结果和实际成型条件精确关联，预测潜在问题并采取改善措施去避免。一旦分析完成，可以使用自动报告生成工具制成普遍格式（如Microsoft Word或Power Point）的报告，这样就可以和设计、制造团队的其他人员分享有价值的模拟结果，从而提高协同性而使开发更流畅。

2.1.4 主要模块

1．中性面

中性面不仅大大缩短了对塑件进行造型的时间，而且可以自动产生网格化的实体中性面，使用户可以进行深入的工艺分析。

2．双层面

双层面是处理CAD模型最方便的方法，在保证流动、保压、优化、冷却和翘曲等分析的基础上，能够减少处理模型的时间。用户在使用AMI软件进行热固性塑料模具分析时，也可以使用双层面。使用双层面可以改进塑件和模具的设计，确定材料和工艺条件，从而在质量、成本和时间上取得最佳组合。

3．三维

三维技术解决的是一类以前用传统的有限元法无法解决的问题，即在厚的部件中，熔化的塑料可以向各个方向流动。三维解决方案通过使用基于实体四面体的有限单元网格技术，在非常厚的塑件上执行真正的三维模拟。

4．浇口位置分析

浇口位置分析可自动分析出最佳浇口的位置。如果模型需要设置多个浇口，可以对模型进行多次浇口位置分析。当模型已经存在一个或者多个浇口时，可以进行浇口位置分析，系统会自动分析出附加浇口的最佳位置。

5．成型窗口分析

成型窗口分析帮助定义能够生产合格产品的成型工艺条件范围。在这个范围内，就可以生产出高质量的产品。

6．流动分析

使用填充+保压可以帮助设计人员确定合理的浇口、流道数目和位置、平衡流道系统和评估工艺条件以获得最佳保压阶段设置，提供一个健全的成型窗口，能够预测注射压力、锁模力和熔料流动前沿温度、熔接线和气穴可能出现的位置以及充填时间、压力和温度分布，并确定和更正潜在的塑件收缩和翘曲变形等质量缺陷。

流动分析能分析聚合物在模具中的流动，并且优化型腔的布局、材料的选择、填充和保压的工艺参数，可以在产品允许的强度范围内和合理的充模情况下减少型腔的壁厚，把熔接线和气穴定位在结构和外观允许的位置上，并且定义一个范围较宽的工艺条件，而不用考虑生产车间条件的变化。填充+保压能够为注射成型从塑件设计、模具设计到成型工艺方面提供全面和并行的解决方案。

7．冷却分析

冷却分析是一种用于对模具冷却回路、镶件、网格模型和模板进行建模及分析模具冷却系统效率的工具。冷却分析分析冷却系统对流动过程的影响，优化冷却水道的布局和工作条件。

冷却和填充+保压相结合，可以模拟完整的动态注射过程，从而改进冷却水道的设计，使塑件均匀冷却，并由此缩短成型周期，减少产品成型后的内应力和翘曲变形，从而降低模具总体制造成本。

8．翘曲分析

翘曲分析可预测整个塑件的翘曲变形，同时可指出产生翘曲的主要原因及相应的改进措施。翘曲分析可帮助预测由成型工艺引起的应力集中而导致的塑件的收缩和翘曲，也可以预测由不均匀压力分布而导致的模具型芯偏移、明确翘曲原因、查看翘曲变形将会发生的区域及翘曲变形趋势，并可以优化设计、材料选择和工艺参数以便在模具制造之前控制塑件变形。

9．收缩分析

收缩分析可以通过聚合物的收缩数据和流动分析结果来确定型腔的尺寸。通过使用收缩分析，可以在较宽的成型条件下及紧凑的尺寸公差范围内，使型腔的尺寸更准确地同产品的尺寸相匹配，使型腔修补加工及模具投入生产的时间大大缩短，改善产品组装时的相互配合程度，进一步减少废品率，提高产品质量。通过流动分析结果确定合理的塑料收缩率，保证型腔的尺寸在允许的公差范围内。

10．流道平衡分析

流道平衡分析可以帮助判断流道是否平衡，并给出平衡方案，对一模多腔或者组合型腔的模具来说，熔体在浇注系统中流动的平衡是十分重要的。如果塑料熔体能够同时到达并充满模具的各个型腔，则称此浇注系统是平衡的。

平衡的浇注系统不仅可以保证良好的产品质量，而且可以保证不同型腔内产品质量的一致性。它可以保证各型腔的充填时间保持一致，保证均衡的保压压力，保持一个合理的型腔压力，优化流道的容积，节省充模材料。

11．纤维填充取向分析

纤维填充取向分析是使用一系列集成的分析工具来帮助优化由含纤维塑料的流动而引起的纤维取向及塑料/纤维复合材料的合成机械强度；帮助判断和控制含纤维塑料内部的纤维取向，减小成型产品上的收缩不均；帮助判断和控制整个注射过程的取向，从而减小或消除产品的翘曲。

12．结构应力分析

结构应力分析可分析塑件在受外界载荷的情况下的力学性能，根据注射工艺条件，优化塑件的刚度和强度。结构应力分析可预测在外载荷和温度作用下所产生的应力和位移。

对于纤维增强塑料，结构应力分析可根据流动分析和塑料种类的物性数据来确定材料的力学特性。

13．气体辅助成型分析

气体辅助成型分析模拟市场上的气体辅助注塑机的注射过程，对整个气体辅助注射成型过程进行优化。气体辅助注射成型方法通常是将加入了氮气的气体注入聚合物熔体中，气体推动熔体流进型腔完成填充。

将气体辅助成型、冷却、纤维填充取向和翘曲结合起来，就可以预测放置熔体的位置和气体入口位置、熔体和气体的比例、放置气道的位置及气道尺寸等。

14．工艺优化分析

工艺优化分析是根据给定的模具、注塑机、注射材料等参数及流动分析结果自动产生保压曲线。其用于注塑机参数的设置，从而免除了试模时对注塑机参数的反复调试。工艺优化分析采用用户给定或默认的质量控制标准，有效地控制产品的尺寸精度、表面缺陷及翘曲变形。

15．热固性塑料的流动及融合分析反应注射成型模块

应用反应注射成型模块，用户可以模拟热固性树脂的流动和固化，并深入理解这些复杂的处理过程。用户可以预测热固性和橡胶成型方法、反应注射成型（RIM）、增强型反应注射成型（SRIM）和树脂传递模（RTM）的可制造性，缩短成型周期，优化工艺条件。另外，芯片封装模块可模拟集成电路（IC）封装等。