本文通過優(yōu)化模具通道的案例進行分析和講解，拆分了該案例的優(yōu)化步驟，從而清楚地了解到ANSYS POLYFLOW在擠出工藝中的重要作用。

因此，POLYFLOW特別適合應(yīng)用于聚合物成型加工、玻璃工業(yè)及食品行業(yè)中的材料流動模擬。在塑料產(chǎn)品加工行業(yè)應(yīng)用包括擠出成型、吹塑成型、拉絲、涂覆工藝的流動、傳熱問題。

在擠出成型中，擠出產(chǎn)品的形狀是擠出口模設(shè)計的一個重要目標，而擠出脹大現(xiàn)象給具有形狀和尺寸要求的模具設(shè)計帶來了一定難度。

另外，熔體流出口模截面速度的差異，同樣會造成產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力增大，造成產(chǎn)品變形嚴重。對此，我們可以通過優(yōu)化模具內(nèi)部通道，改善出口截面流速的差異，一般速度差異控制在2倍以內(nèi)便可接受。下面我們通過一個優(yōu)化模具通道的案例具體講解。

如圖1所示，是通過逆向口模設(shè)計方法設(shè)計的口模出口截面形狀，這是一個結(jié)構(gòu)比較復雜的密封件。

圖1 口模截面形狀

首先我們假設(shè)口模后端的進料口比較均勻，如圖2示。

圖2 模型與網(wǎng)格

然后做初步分析，獲得初步的截面速度，如圖3示。

圖3 截面速度分布

在圖3中，我們可以看到初步分析結(jié)果，出口截面的速度分布云圖，最大速度與最小速度差6倍以上。

為了增大速度較慢區(qū)域的速度，我們將在顆粒太慢的地方(即局部流量太小的地方)，增加進口處截面面積，這更有利于顆粒在局部流動，從而增加流速，這也是最常用和較為有效的方法。

如圖4所示，在模具背后進口位置，對應(yīng)出口速度小的位置，加大進口截面積；對應(yīng)出口速度高的位置，減小進口的截面積。

圖4 模具背部進口截面

如圖5是口模出口截面的速度分布圖，相比原來沒有優(yōu)化的分布圖，速度差異已經(jīng)減小，但還不滿足要求，需要進一步優(yōu)化。

圖5 口模出口截面速度分布

如圖6，再次更改后的口模背后形狀，將速度慢的進口界面積繼續(xù)加大，出口速度快的減小。

圖6 口模進口截面

圖7是第二次修改后口模出口截面的速度分布圖，可以看到速度差異已經(jīng)大大減小，只有部分偏高。

圖7 口模出口截面速度分布

我們可以進行第三次修改，如圖8所示。

圖8 口模進口截面

圖9是第三次修改后，口模出口截面速度分布圖，可以看到速度差異基本控制在2倍以內(nèi)，達到優(yōu)化目標。

圖9 第3次修改口模出口截面速度分布

圖10是最后確定的口模形狀。

圖10 最后確定的口模形狀