abaqus粉末成型的案例
金屬粉末射出成型(MIM)
公司（目前該公司仍存在），該發(fā)明講述以MIM 工藝制作鈮合金作為火箭推進(jìn)器的后燃?xì)鈬娮欤捎诓牧夏透邷亍①|(zhì)地硬且難以成型，以MIM 工藝成功的完成大量制造的任務(wù)，在2011 年起由于手機(jī)與智能手機(jī)的剛需，MIM 工藝才在誕生至少近40 年才得以出頭天。目前在網(wǎng)上已經(jīng)有大量的資料說明MIM 工藝的程序，不過我認(rèn)為邱博修改的歐洲EPMA 的流程圖更為清楚和傳神，如圖1 所示。
圖1：由邱博士修改自EPMA 的MIM 工藝流程圖
其中，主力成型設(shè)備是ACMT 協(xié)會和ASM 雜志經(jīng)常提及的射出成型機(jī)（射出機(jī)、注塑機(jī)或稱啤機(jī)，早年廣東白話的稱呼）。雖然射出成型是在1945 年二戰(zhàn)之后才開始大量的流行，但因?yàn)樗苣z原料的進(jìn)度使射出技術(shù)也日新月異的推進(jìn)，而金屬射出成型自然是藉由射出技術(shù)所擴(kuò)展的，因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質(zhì)就變得非常重要，正好我在學(xué)生生涯的學(xué)習(xí)都派上用場。
兩個(gè)靈魂──喂料與模具M(jìn)IM 最重要的兩個(gè)靈魂在于喂料與模具，而靈魂的連接器就是射出成型機(jī)，這是近五年與邱博到處當(dāng)顧問服務(wù)客戶所得到的重要說法，如下說明。
喂料(Feedstock)喂料是由金屬粉末（固體顆粒）與黏結(jié)劑（高分子聚合物），這是MIM 工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式，利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉(zhuǎn)液的特性，且此時(shí)液相的黏結(jié)劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中，來獲得設(shè)計(jì)過形狀的生坯，最終通過脫脂和燒結(jié)獲得金屬的零件。因此，金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結(jié)劑成分的比例設(shè)計(jì)有絕對的關(guān)系。
展開 粉末冶金成型技術(shù)
粉末冶金成型是粉末冶金生產(chǎn)中的基本工序之一，目的是將松散的粉末制成具有預(yù)定幾何形狀、尺寸、密度和強(qiáng)度的半成品或成品。粉末冶金成型技術(shù)是利用金屬粉末以及化合物粉末的混合物為原料，經(jīng)過成型燒結(jié)操作，制取金屬氧材料及其復(fù)合材料的加工方法。
金屬粉末射出成型(MIM)
圖1：由邱博士修改自EPMA的MIM工藝流程圖
其中，主力成型設(shè)備是ACMT協(xié)會和ASM雜志經(jīng)常提及的射出成型機(jī)（射出機(jī)、注塑機(jī)或稱啤機(jī)，早年廣東白話的稱呼）。雖然射出成型是在1945年二戰(zhàn)之后才開始大量的流行，但因?yàn)樗苣z原料的進(jìn)度使射出技術(shù)也日新月異的推進(jìn)，而金屬射出成型自然是藉由射出技術(shù)所擴(kuò)展的，因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質(zhì)就變得非常重要，正好我在學(xué)生生涯的學(xué)習(xí)都派上用場。
兩個(gè)靈魂──喂料與模具
MIM最重要的兩個(gè)靈魂在于喂料與模具，而靈魂的連接器就是射出成型機(jī)，這是近五年與邱博到處當(dāng)顧問服務(wù)客戶所得到的重要說法，如下說明。
喂料(Feedstock)
喂料是由金屬粉末（固體顆粒）與黏結(jié)劑（高分子聚合物），這是MIM工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式，利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉(zhuǎn)液的特性，且此時(shí)液相的黏結(jié)劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中，來獲得設(shè)計(jì)過形狀的生坯，最終通過脫脂和燒結(jié)獲得金屬的零件。因此，金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結(jié)劑成分的比例設(shè)計(jì)有絕對的關(guān)系。
表1與表2顯示MIM的金屬粉末、黏結(jié)劑與喂料組成應(yīng)該注意的參數(shù)和判斷機(jī)制，以確保獲得最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制。由于一般的MIM工廠不一定有這么多的精密儀器，最好在采購物料時(shí)能夠要求供應(yīng)商提供必要且實(shí)時(shí)性的報(bào)告（切勿使用過時(shí)的報(bào)告，批量間的差異會導(dǎo)致制程控制的不定性），并且自己廠內(nèi)至少要有幾樣檢測儀器，才能確保MIM喂料的質(zhì)量。
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公司（目前該公司仍存在），該發(fā)明講述以MIM 工藝制作鈮合金作為火箭推進(jìn)器的后燃?xì)鈬娮欤捎诓牧夏透邷亍①|(zhì)地硬且難以成型，以MIM 工藝成功的完成大量制造的任務(wù)，在2011 年起由于手機(jī)與智能手機(jī)的剛需，MIM 工藝才在誕生至少近40 年才得以出頭天。目前在網(wǎng)上已經(jīng)有大量的資料說明MIM 工藝的程序，不過我認(rèn)為邱博修改的歐洲EPMA 的流程圖更為清楚和傳神，如圖1 所示。
圖1：由邱博士修改自EPMA 的MIM 工藝流程圖
其中，主力成型設(shè)備是ACMT 協(xié)會和ASM 雜志經(jīng)常提及的射出成型機(jī)（射出機(jī)、注塑機(jī)或稱啤機(jī)，早年廣東白話的稱呼）。雖然射出成型是在1945 年二戰(zhàn)之后才開始大量的流行，但因?yàn)樗苣z原料的進(jìn)度使射出技術(shù)也日新月異的推進(jìn)，而金屬射出成型自然是藉由射出技術(shù)所擴(kuò)展的，因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質(zhì)就變得非常重要，正好我在學(xué)生生涯的學(xué)習(xí)都派上用場。
兩個(gè)靈魂──喂料與模具M(jìn)IM 最重要的兩個(gè)靈魂在于喂料與模具，而靈魂的連接器就是射出成型機(jī)，這是近五年與邱博到處當(dāng)顧問服務(wù)客戶所得到的重要說法，如下說明。
喂料(Feedstock)喂料是由金屬粉末（固體顆粒）與黏結(jié)劑（高分子聚合物），這是MIM 工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式，利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉(zhuǎn)液的特性，且此時(shí)液相的黏結(jié)劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中，來獲得設(shè)計(jì)過形狀的生坯，最終通過脫脂和燒結(jié)獲得金屬的零件。因此，金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結(jié)劑成分的比例設(shè)計(jì)有絕對的關(guān)系。
展開 
Moldex3D模流分析之粉末注射成型模塊模擬
粉末注射成型（PIM）為傳統(tǒng)射出成型的重要衍生制程，其提供另一種解決方案，用以生產(chǎn)由金屬或陶瓷材料所制成的高精度產(chǎn)品。金屬粉末注射成型制程被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)性電子與信息工業(yè)領(lǐng)域，而陶瓷粉末注射成型制程則主要用于汽機(jī)車與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。粉末注射成型與傳統(tǒng)射出成型的主要差異在于備料（feedstock）。在粉末注射成型中，粒狀備料是由金屬或陶瓷粉末和高分子黏著劑兩種材料混合而成，其粉末體積通常為40%-60%。金屬或陶瓷粉末是形成最終產(chǎn)品的主要原料，但一般很難被加工，因此藉由黏著劑如塑料或蠟以降低粉末的黏度，以利將粉末注入模穴中。
粉末注射成型制程包含四項(xiàng)基本步驟：(1) 制備含有所需粉末的備料；(2) 備料經(jīng)射出成型成為生胚；(3) 脫脂以移除生胚中的黏著劑；(4) 燒結(jié)剩余的粉末結(jié)構(gòu)以得到最終產(chǎn)品。一般而言，燒結(jié)后發(fā)現(xiàn)的塑件缺陷多在射出成型過程中就已形成，例如：蠟痕、頂針痕、分模線等，這些缺陷并不能在脫脂或燒結(jié)過程中減少或消除。在金屬粉末注射成型工業(yè)中，黑線（black line）是由于粉末－黏著劑的相分離現(xiàn)象而在塑件表面產(chǎn)生的缺陷，常發(fā)生于高速與高壓的射出成型制程中，此相分離現(xiàn)象會影響生胚的質(zhì)量，對于燒結(jié)過程中的翹曲與機(jī)械性質(zhì)都非常重要。因此，如何預(yù)測模具充填時(shí)的粉末濃度是必須重視的課題。
Moldex3D 粉末注射成型模塊功能導(dǎo)覽
Moldex3D粉末注射成型模塊（PIM）能仿真三維粉末注射成型制程，包含金屬與陶瓷兩種粉末。粉末注射成型充填的一般概念多數(shù)承襲于傳統(tǒng)射出成型制程模型，這兩者的主要差別在于射入模穴的材料復(fù)雜程度。Moldex3D粉末注射成型模塊能提供充填階段時(shí)的粉末濃度分析結(jié)果，以觀察粉末－黏著劑的相分離現(xiàn)象。
注意：Moldex3D粉末注射成型模塊支持solid與eDesign網(wǎng)格模型。
1.
展開 金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)
金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)
Moldex3D仿真分析之粉末注射成型制程復(fù)雜形狀產(chǎn)品
為什么使用粉末注射成型(PIM)模擬?
粉末注射成型(PIM)技術(shù)起源于1973年，利用金屬或陶瓷粉末加上一定量的黏著劑(binder) 共同組成置備料(feedstock)。 粉末注射成型置備料可以透過射出、脫脂與燒結(jié)等程序后，可以做出各種產(chǎn)品。粉末注射成型透過單一的加工制程直接做出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，適合大量制造，已經(jīng)廣泛使用于各種產(chǎn)業(yè)。
挑戰(zhàn)
? 產(chǎn)品表面及外觀質(zhì)量
? 有效的降低體積收縮、翹曲、黑線 (不均勻的粉末濃度)的效應(yīng)，達(dá)到高燒結(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量需求
? 黑線現(xiàn)象和粉末與黏著劑的相分離以及低粉末濃度區(qū)域有關(guān)
Moldex3D 解決方案
? 模擬由粉末及黏著劑組成的流動行為
? 預(yù)測潛在的缺陷，例如翹曲或黑線等問題
? 評估在粉末濃度區(qū)域的剪切效應(yīng)
? 評估粉末與黏著劑的最佳混合比例
? 計(jì)算原料的性質(zhì)
? 成型條件優(yōu)化，例如溫度及充填速度等
應(yīng)用產(chǎn)業(yè)
? 汽車
? 機(jī)械
? 醫(yī)療
? 消費(fèi)性產(chǎn)品
展開 如何利用Moldex3D粉末成型解決方案解決產(chǎn)品黑線問題
黑線是一種表面缺陷問題，常見于金屬粉末射出成型(MIM)。造成黑線的原因是金屬粉末與黏結(jié)劑之間發(fā)生分離，導(dǎo)致局部粉末濃度下降。多數(shù)的黑線發(fā)生在原料(Feedstock)注入模穴時(shí)，從生坯(Green Part)上即可觀察到。然而，大部分的生產(chǎn)者發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，往往已經(jīng)在燒結(jié)之后，為時(shí)已晚。
黑線發(fā)生的區(qū)域代表粉末濃度較低，黏結(jié)劑比例則相對高，在燒結(jié)過程中，黑線發(fā)生的區(qū)域會產(chǎn)生外觀缺陷或是機(jī)械性質(zhì)降低等問題。隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)越趨復(fù)雜，用傳統(tǒng)試誤法解決黑線問題已無法符合成本經(jīng)濟(jì)。如何在燒結(jié)前，掌握成型原料特性，確保成品的生坯質(zhì)量才是關(guān)鍵。透過以下實(shí)際案例，我們將介紹如何善用Moldex3D模流分析軟件提供的粉末射出成型解決方案，確實(shí)改善黑線問題。
以下案例為一個(gè)扇形澆口MIM產(chǎn)品，根據(jù)粉末濃度與剪切率分析結(jié)果，其表面濃度分布均勻。然而，靠近扇形澆口位置附近，因剪切率較大，導(dǎo)致濃度分布有顯著落差，這些區(qū)域也是在生胚上最容易發(fā)生黑線的位置。透過Moldex3D粉末射出成型解決方案，可以完整整合網(wǎng)格、材料特性以及掌握成形條件，更重要的是，過去難以預(yù)測的黑線發(fā)生位置及原因，現(xiàn)在可以透過調(diào)整適當(dāng)成形條件獲得改善。
(a) MIM零件之扇形澆口幾何 (b) 粉末濃度分布結(jié)果 (c) 剪切率分布結(jié)果
下面為Moldex3D仿真黑線位置與實(shí)際結(jié)果比較圖，結(jié)果顯示仿真分析與實(shí)際情形高度相符，更應(yīng)證了模擬分析可以有效于杜絕設(shè)計(jì)瑕疵，針對設(shè)計(jì)質(zhì)量有效把關(guān)。
展開 Abaqus/Standard與Abaqus/Explicit的材料成型仿真模擬比較
材料的塑性成型過程中，我們往往需要確定在成型過程中作用在沖頭上的力，以及作用在毛柸和夾具上的力，同時(shí)也必須確定材料的塑性應(yīng)變，是否超過材料的失效應(yīng)變，進(jìn)而確定在成型過程中材料是否發(fā)生斷裂。
在成型模擬中，涉及到多種物體之間的接觸，以及毛柸的大變形，因此是一個(gè)很強(qiáng)烈的非線性問題。Abaqus由于強(qiáng)大的非線性求解，在材料的成型模擬中應(yīng)用廣泛。本文利用abaqus中的隱式求解方法standard與隱式求解方法explicit，模擬了同一個(gè)金屬板材加工成凹槽的過程。
一、模型的建立
板材的成型模擬過程可以簡化成如圖1所示的物理模型（采用了對稱原理）。毛柸在夾具和沖模的作用力下固定，對沖頭施加一個(gè)作用力，使毛柸發(fā)生塑性變形，進(jìn)而形成我們所想要的形狀。
在abaqus中模擬過程中，我們采用二維平面應(yīng)變模型。關(guān)于平面應(yīng)變和平面應(yīng)力問題，很多讀者可能會感到困惑。作者在這里對平面應(yīng)變和平面應(yīng)力的問題做簡要的區(qū)別。平面應(yīng)變是材料應(yīng)力應(yīng)變六面體單元中,Z向的應(yīng)變?yōu)?，只有X與Y方向的應(yīng)變，一般對應(yīng)于柱體的問題；而平面應(yīng)力則是在應(yīng)變應(yīng)力六面體單元中,Z向的應(yīng)力為0，只有X與Y方向的應(yīng)力，一般對應(yīng)于薄板的問題。本例中，毛柸在Z向的方向較長，Z方向的應(yīng)變基本為0，因此本文采用平面應(yīng)變模型求解。
圖1 成型分析的物理模型
對于毛柸，我們采用二維的可變實(shí)體單元建立模型。而對于沖頭，夾具與沖模，相對于毛柸來說，他們的剛性較大，在材料的沖壓成型中，變形可以忽略。因此，我們采用剛性體來模擬。在abaqus中，剛形體的建立有解析剛體和離散剛體。解析剛體一般用來模擬簡單的形狀，如曲線或者殼體；而離散剛體可以模擬任意復(fù)雜形狀的剛體。同時(shí)解析剛體不需要劃分網(wǎng)格，而離散剛體需要劃分網(wǎng)格。但是解析剛體和離散剛體都需要賦予參考點(diǎn)。
展開 abaqus鈑金沖壓成型 ￥10
abaqus鈑金沖壓成型，自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae,inp文件
Abaqus 鈑金彎曲成型 ￥5
Abaqus 鈑金彎曲成型，沖壓，自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae,inp文件
鋼板成型例子abaqus
做了一個(gè)鋼板成型的例子，需要源文件的或者教學(xué)視頻的可以加我球球443941211
abaqus鉚釘成型 ￥15
abaqus鉚釘成型
abaqus凹槽成型
采用隱式分析做的一個(gè)凹槽成型，對接觸要求非常嚴(yán)格，希望對既有接觸又有大變形分析的同學(xué)帶來靈感！
Abaqus：旋壓成型仿真案例講解
