Page 68 - 《橡塑技术与装备》2022年3期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
本文基于熊巧巧等的《基于 POLYFLOW 的汽车 影响制件壁厚的因素分别为吹胀压力、模具运动时
密封条挤出口模逆向设计研究》 [14] 和《基于 POLYF 间以及吹胀时间，通过设计正交试验得到最优工艺
LOW 的汽车密封条挤出口模结构优化》 [15] 两篇论文 参数，从而提高产品壁厚均匀性。樊玲玲 [17] 等运用
来介绍 POLYFLOW 正向分析和逆向分析在挤出成型 POLYFLOW 模拟了汽油瓶吹塑成型过程，分析其吹
中的应用 ： 胀压力、型坯初始温度（如图 4）、型坯初始壁厚对壁
2.1 模型建立 厚均一性的影响，并基于响应面法优化成型工艺参数
建立几何和数学模型 ：建立几何模型并根据流道 以获得壁厚均匀的制件，从而提升制件的成型质量 ；
复杂度进行网格划分 ；根据质量守恒、动量守恒和能 胡青春 [18] 等
量守恒三大定律以及本构方程来建立相应数学模型（一
般根据相应的数学模型选择相应的黏性流体模型）；设
置相应的边界条件，并重置网格。
2.2 计算结果分析 ：
（1）正向分析 ：正向分析得到密封条熔体挤出胀
大图、入口处流速等值线图和流速曲线图，可以分析
截面上各特征点之间的关系，发现口模上的凸点有横 图 4 汽油瓶成型情况 [17]
向收缩，纵向延伸的趋势，口模上凹点位移相对较小 ,
基于双轴向拉伸吹塑成型技术运用 POLYFLOW
有横向延伸的趋势，如图 3，设计口模时需相应减小
模拟 PET 瓶成型过程，分析成型过程中的温度场，并
凸点与凹点的尺寸，以此设计并优化口模。
对下杆停留时间、上升高度和下杆延迟时间等参数进
行优化，解决了吹塑产品 PET 瓶的瓶底部分力学性能
不足以及瓶底积料导致 PET 原料大量浪费的问题。
热成型技术是以热塑性塑料片材为成型对象的二
次成型技术，具有广阔应用前景，但其生产过程复杂，
需要的工艺参数较多，若用传统方法试模耗时耗力，
运用 POLYFLOW 可以提高分析效率和分析精度。
图 3 几何模型和优化结果 [14] [19]
周中河 等运用 POLYFLOW，在预拉伸阶段工
（2）逆向分析 ：三维逆向设计是根据制品已知 艺参数一致的情况下分析制杯机拉伸头各个尺寸对于
的横截面形状来设计口模横截面形状，通常先根据 壁厚分布的影响，以经验拉伸头为基础，对拉伸头的
制品形状参数得到相应的熔体挤出胀大图和速度场 平端直径、拐角半径、拐角切点高度等结构参数进行
分布图来分析流体在不同挤出位置时的形状，运用 了优化从而使制品厚度更加均匀 ；刘修忠 [20] 等结合
POLYFLOW 数值设计的功能以制品的横截面形状为 POLYFLOW 模拟了玻璃瓶的成型过程，如图 5，并分
口模内流道来建立几何模型得到预测的密封条挤出口 析了其成品质量，在基于经验公式上设计了初始坯料
模横截面形状图，然后再进行正向分析来优化。 模型，并运用逆向思维引进高度系数 k 定向优化模型，
最后验证了成型效果较好的初型模的设计是通过优化
3 POLYFLOW 在吹塑与热成型中的应 后模型的外轮廓作为初型模型腔得到的。
用进展
吹塑成型主要用在挤出之后（挤出吹塑），与挤出
成型和注塑成型相比，可以成型性能较高、形状较为
复杂的制品，并且其模具价格低廉、生产成本低，在
生产中小型产品中有较大的优势。但由于吹塑的特殊
性，其制品大多为中空件，容易出现壁厚不均一等问
题 [16] 。
图 5 小口瓶不同时刻坯料厚度分布 [20]
[16] 等
莫壮壮 运用 POLYFLOW 模拟分析，得出
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·18· 第 48 卷 第 期
