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企业新闻

响应面与工程设计的结合

更新时间: 2024-10-26 14:32:34  查看次数: 18    
从响应面分析的结果能知道,冷却水路的设计参数对制品的冷却时间和温度分布均匀度都有很明显的影响。在工程应用里,企业一直都想尽量缩短成型周期,提高产品成型质量。所以随形冷却水路的设计就得能缩短产品冷却时间,同时还得尽量提高产品的温度分布均匀度,这就需要对这两个优化目标同时进行设计优化。
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用正交试验对影响冷却效果的因素进行了显著性筛查,确定了优化变量是水路的截面大小、水路之间的间距和水路到型腔的距离;用响应曲面法对不同壁厚的产品进行随形冷却水路的试验设计,建立了冷却时间和产品冷却均匀度的响应回归模型,得到了冷却时间和产品冷却均匀度跟水路的直径、水路之间的间距、水路到型腔的距离的函数关系。
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NSGA - II算法对DOE - 1 - DOE - 3的目标函数分别进行了多目标优化,得到了DOE - 1和DOE - 2的唯一最优解,得到了DOE - 3的Pareto解集,也就是不同壁厚下的最优设计参数。和优化后模拟仿真结果对比,优化结果是可靠的,也能用。对随形冷却水路设计进行优化后,我们得到了设计变量和冷却时间、产品冷却均匀度的定量关系,还有目标优化后的Pareto最优前沿解。这一章针对不同类型的产品结构,根据前面一章提出的最优设计参数,结合工程实际和应用,提出合适的随形冷却水路设计规范,还进行产品实例验证。
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冷却水路设计时通常把复杂的塑件分成多个简单的几何特征,分别给每个区域特征进行水路设计,然后把所有特征单元的冷却水路组合起来形成整个塑件的冷却系统。考虑到模具制造成本,实际生产中金属3D打印的随形冷却水路通常会和传统的直线型水路一起用。所以,随形冷却水路一般多用在产品的曲面特征区域,或者传统冷却方式不容易冷却的局部深腔区域,还有模具顶出机构太复杂的动模侧。产品形状各种各样,模具结构复杂,水路的排布往往会受到限制,不能按理想化的设计变量进行水路设计,这就要求模具设计师能灵活处理,根据产品大小、壁厚以及结构特点适当调整。随形冷却水路的设计,要考虑产品的几何形状、水路的长度和直径的可行性、冷却液的压力降变化以及通道打印的制造难度这四个因素。根据前面的实验对比和优化分析,结合随形冷却水路特殊的结构和制造方法,随形冷却水路在设计过程中要遵循这些基本要求:水路与模具型腔表面的距离方面,当产品壁厚均匀时,随形水路要和模具型腔壁始终保持一样的距离,当产品壁厚不一样时,壁厚大的部位水路要离型腔壁更近一些,来保证模具温度尽量均匀。