第18例
熟悉MPA模塑分析的方法

必学技能

MPA 是 Mold Flow 软件中的一个基于产品造型与结构设计的辅助分析模块，熟悉 MPA模塑分析的方法是设计师必需的技能。

MPA分为 Part Adviser与 Mold Adviser两部分。Part Adviser为 ID工程师做外观设计时的辅助之用，主要是针对模穴内部的塑料流动行为做分析，而 Mold Adviser可辅助结构工程师来做结构设计时的模具分析建议，除了具有 Part Adviser的既有功能之外，还可自动产生流道或编辑流道及模拟多模穴流动分析。MPA的功能包括产品设计评估、仿真制造过程和先进的科技性。

1.MPA模型要求

由于数值方法的限制，分析模型最好是由薄壳或者实体的表面组成，这样MPA才可以做准确的计算。一般的规则是，在模型中尽量避免出现实心的圆锥形或圆柱形结构，但若在模型中所占比例不大，就无须修改。

通常，薄壳件的定义是厚度小于模型长度和宽度平均值的1/4。如图2-33所示，薄壁件的长度和宽度分别是200mm和100mm，其平均值为150mm，厚度则为5mm，小于150mm的1/4，所以这个模型是符合分析要求的。

如图2-34所示。图（a）模型是可行的，而图（b）则是不可行的。

技巧点拨

用户在利用 MPA进行分析前，应该检查模型是否符合 MPA的分析要求。

2.MPA分析流程

1）产品结构对MPA分析的影响

设计塑料产品时需考虑的因素很多，包括功能与尺寸的需求，组合与公差、艺术感与美观、制造成本、环境的冲击及成品运送等。在此探讨一下产品的壁厚对于成型周期、收缩与翘曲、表面品质等因素的影响。

2）塑料产品的“壁厚”对成型收缩的影响

塑料注射成型后，必须冷却到足够低的温度，顶出时才不会造成变形。“壁厚”较厚的塑件需要较长的冷却时间和较长的保压时间。理论上，冷却时间与“壁厚”尺寸的平方成正比，或者与圆形对象直径的1.6次方成正比，所以“壁厚”较厚的塑件会延长成型周期，降低单位时间射出的塑件数量，增加每个塑件的制造成本。

另外塑料注射成型后会发生收缩，然而，剖面或整个组件的过量收缩或不均匀收缩就会造成翘曲，导致成型品无法依照设计形状呈现，如图2-35所示。

塑件“壁厚”的设计原则：使用筋可以提高塑件的刚性和强度，并且避免壁厚区的结构。塑件尺寸的设计首先应考虑塑料的材料性质、负荷类型和使用条件之间的关系，再考虑组件的组合需要。如图2-36所示为一些塑料件的结构设计范例。

3）加强筋的设计

加强筋的厚度、高度和拔模斜度是相互关联的。较粗厚的筋会在塑件的另一面造成凹痕；较薄的筋及较大的拔模斜度会造成筋的尖端填充困难。筋的各边应用1°的拔模斜度，最小不得低于0.5°，而且应该将筋两侧的模具面精密抛光。拔模斜度使得筋从顶部到根部增加厚度，每增加1°的拔模斜度，将会使10mm高的筋根部增加0.175mm壁厚，因此，建议筋根部的最大厚度为塑件厚度的0.8倍左右，通常取0.5～0.8倍，如图2-37所示。

4）Mold flow Part Adviser操作界面

MPA可以作为UG的一个外挂模块，用来对塑料产品进行分析与评估。下面将介绍打开MPA操作界面的方法。

操作步骤

01 打开文件。单击“工具栏”中的“打开”按钮 ，系统弹出“打开”对话框。

02 在“打开”对话框中选定文件名“2.2”，然后单击“OK”按钮，或者双击所选定的文件，即打开所选文件，如图 2-38所示。

03 选择“标准”工具条中的“开始”→“所有应用模块”→“Mold flow Part Adviser”选项，如图 2-39所示，系统弹出如图 2-40所示的用于选择 MPA分析模型的“名称”对话框。

04 单击选择如图 2-41所示的分析对象，UG程序启动 MPA，MPA则自动将实体模型转换成用于分析的 STL模型，并显示在 Mold flow Part Adviser操作界面中，如图 2-42所示。

技巧点拨

MPA所支持的文件格式包含了*.tl、*.igs、*.ctm、*.stp、*.x-t、*.x-b、*.prt，这里建议采用 STL格式来缩短分析时间。

05 在 Part Adviser的操作界面中，主要由菜单栏、上工具栏、左工具栏、图形分析区域及下方的工作标签区域 5部分构成。

在Mold flow Part Adviser中，鼠标的操作方法如下：

◆按住鼠标左键翻转模型；

◆按住鼠标右键平移模型；

◆按住鼠标中键缩放模型。