摘要：汇聚优秀作品，直面模具设计大咖！适创科技【跟大咖学设计】专题将通过直播和报道，定期邀请模具设计精英分享方法与经验，为压铸及模具行业从业者开启设计新视野。

本次，我们邀请到第二届全国“适创杯”模具设计大赛亚军团队——来自东莞鸿图精密压铸有限公司的粒子流追踪队，对获奖作品进行深入的思路与亮点探讨，欢迎大家留言交流！

设计展示

650T压铸机模具布局

观看粒子流追踪队决赛答辩

设计思路

队伍代表罗丰源先生介绍，模具设计中，动模侧通过模肉四周定位确保模面整洁不易存料，定模侧则在模仁与模胚配合处设置密封条，有助于保持型腔内的真空度。

根据考题中的产品性能要求，由智铸超云初步进行凝固仿真，结合壁厚分析，找到产品重点区域（下图黑框处），平均壁厚3.54mm，最大壁厚21.29mm，可以对产品重点位置、加工及厚壁区域进行重点优化与填充，保证产品质量。

根据产品性能要求，由智铸超云初步进行仿真，结合壁厚分析后，团队对产品重点位置和主要缺陷区域进行重点优化与填充，保证产品质量。

团队分析后发现，红色线框区域的壁厚较大，约21mm，存在较高的缩孔风险。其中，A位置需要通过设计减料槽来降低壁厚；而B位置由于受产品结构限制无法改动，可通过增加挤压销补缩的方式，有效降低缩孔风险。

在进行减料后，A位置此处壁厚从21mm变为4mm，缩孔由原来的499mm³减小至48mm³，大大减少了产品产生缩孔的机率；同时产品实现8g减重。

在位置B，团队选择∮10的挤压销进行挤压，挤压时间控制在0.8秒至1.8秒之间，速度为5mm/s的2-4倍。模拟后显示缩孔从57mm³变为18mm³。

在决定进浇方向时，团队做了五版模拟，其中方案一二四由于抽芯针的存在，浇口面积受限且直接冲击抽芯针，补缩效果差；方案三浇口直接冲击型腔壁，易烧损且无法有效补缩，且两处斜孔需做到定模侧，增加模具设计难度，填充稳定性较差。

最终，方案五从左侧进入，单浇口形状简单，填充稳定性提高，且有较大的补缩通道，有助于产品的成型与后期加工质量。利用智铸超云软件分析产品壁厚时，将进浇主通道从壁厚4.5mm加厚到5.5mm，避免凝固时主浇道补缩通道过早断开。

在模流仿真结果中，左侧流速明显偏快，为保证充填同步性，团队削减了左侧浇口厚度，加厚右侧浇口。同时，根据优化后的卷气位置设置排气，确定最终方案。

团队根据凝固仿真结果增加冷却系统，使产品凝固时间减少1.9s。模具模拟15个热循环，增加冷却后，模具6次循环即可达到温度平衡，快于原先的9次循环，停机后热模恢复时间减少，生产更连贯高效。同时，在抽芯底部增加喷淋孔，避免抽芯底部因喷雾不到导致产品烧模。

以定模侧为例，利用传感器设置功能在定模设立监控点，增加运水后，定模传感器位置降温大约50℃。

在顶针板的设置中，团队提高顶针板安装高度，缩短顶针长度，延长顶针寿命，并且易于拆卸。并且在模具上侧增加挡板，避免铝渣和脱模剂进入顶针板，易于清理，也能避免顶针高低不平。最后，团队在模腔顶面设置排水槽，有助于导流脱模剂，避免渗入模腔内引发产品质量问题。

观看粒子流追踪队赛后采访

技术探讨

在赛后的作品交流中，适创科技工程师团队与获奖选手再次针对作品中的技术点进行了探讨，以下记录了技术探讨过程中的部分亮点内容。

适创工程师：团队对于加工余量方面进行了详细的设计，在本届选手中表现是比较突出的，能具体介绍一下吗？

粒子流追踪队：原则是不要超过0.8mm，否则容易破坏致密层。不过在实际生产中，很多产品变形量可能在1mm以上，我们建议要结合仿真软件的应力形变预测功能进行分析，抓住变形趋势调整产品。

本次竞赛中，团队除了正常地预留了加工余量（大多为0.4mm、0.5mm），我们在下图绿色处的油道孔孔壁增加了拉丝纹，孔单边余量0.5mm，拔模角度单边0.5º，可以有效改善加工后出现针孔的问题。在实际生产中，由于拉丝纹较浅并且有角度，抽芯过程中不会对孔壁造成明显损害。

适创工程师：在比赛中，团队在壁厚优化方面也进行了细致的工作，能否进行分享？

粒子流追踪队：我们会根据软件测量的多次壁厚取一个平均值，再针对重点区域用数值下限去应用。许多工程师在减料中偏好在动定模方向挖很深，配合抽芯针进行减料，但加上斜度后，这可能会导致断裂，且尾部减料效果不太好。减重的思维应该放开，在客户允许的情况下，在抽芯侧面设置减料槽会可能会好很多。不过在设计中，也要考虑气密性和受力的问题，不能仅仅为了减少缩孔风险而本末倒置。

适创工程师：方案中，团队在抽芯针温度过高的地方设置了3D打印水路，一般我们什么情况需要3D打印？水路与型腔表面保持多少距离合适？

粒子流追踪队：我们会根据模拟出的热节较大、水路又难以布置的地方设置3D冷却。例如一些薄壁位置温度易升高，容易烧模，就需要进行布置。例如上图的镶针处，由于有铝液在此处汇合需要增加渣包，但增加渣包后无法设置点冷，导致本处温度过高，产品加工后也容易产生针孔，增加3D打印运水后可以很好解决镶件因温度过高导致的产品缺陷。

3D打印水路与型腔的距离最好大于水道直径的距离，譬如间距3mm，水路直径3mm。一般而言，水路1-4mm较为通用，我们习惯设置1.5mm-2mm，如果水路内部较为光滑，散热效率高，可以做到四五万模次。

适创工程师：由于模腔在铝液的高速冲击下容易错位，团队选择在模肉面上进行整体定位，保证产品尺寸与模具生产的稳定性，它相较于传统定位有何优缺点？

粒子流追踪队：首先是四边都做精定位，定位会更加精确；其次也会带来更好的密封效果。当然在打磨装配中，相较传统定位会更麻烦一些。但在1600T、2000T等大吨位模具中，模框、模芯都要做定位，导柱仅起到导向作用，这种就需要进行整体定位，避免模具震动使动定模错位以及飞料导致的缺陷。

来源：小圆说科技