新能源领域连接器及塑胶件模流分析避坑指南

新能源领域新型塑胶零件的模流仿真挑战与分析策略


引言

随着新能源汽车、电池、储能技术、充电桩等多领域的快速演进，新型塑胶零件在强电和弱电连接系统的应用日益广泛。这些零件具有显著的壁厚不均匀、局部薄壁、局部厚壁及结构复杂等特性，材料特性尤为独特，如掺杂玻纤的PBT、PPB、PA6及PA66等此类高强度复合塑料。然而，这类零件的制造过程和性能评估面临着诸多从前所未有的挑战，特别是模具设计、CAE模流仿真分析、翘曲变形处理、全尺寸合规性验证以及实际现场试模等多个环节。

针对这些问题，本报告总结近10年的模流仿真分析实践中遇到的常见问题，旨在为后续从事此领域工作的工程师和研究人员提供指导和优化建议。

软件选型与3D模型处理




模流仿真的核心工具主要集中在MoldFlow与Moldex3D两款软件上。虽然市场中存在其他竞争产品，但根据实际应用经验，目前主流推荐的仍然是MoldFlow与Moldex3D。

MOLDFLOW 方面

MOLDFLOW在过去在纯塑胶件领域表现出色，其双层面分析技术为业界所熟知。然而，随着新产品形式和结构的复杂度增加，它在处理新型连接器领域的场合显得力不从心。其自研的网格生成质量在近10年间没有得到充分优化，分析求解器的稳健性较差，尤其是在3D网格生成与分析时存在局限性。

MOLDEX3D 方面

与之形成对照的是，MOLDEX3D在过去10年间展现了较快速的发展步伐，尤其是在前处理功能的整合上取得了显著进步。其3D网格生成质量稳定，分析求解器的稳健性强，经验证，其对于新型塑胶零件的分析准确度较高。此软件在识别和处理CAD模型复杂性方面显示出了更好的容错性表现。

3D网格要求与优化策略


模型细节处理

在进行模流分析前，关键步骤包括但不限于细节处理（去除薄壁、LOGO、小特征的去除、嵌入件与塑胶模型求差处理等）与结构规范（避免线接触、确保内部无非设计结构的空间等）。此外，对于特殊类型的模型，如薄壁区域简化，需针对实际分析需求定义合理标准（如小于0.2mm的薄壁部分建议去除）。

网格选择与要求

对于包含嵌入件、玻纤且具有复杂厚度分布的产品，推荐使用全3D网格分析，以确保高精度结果的获取。冷流道的网格选择应避免使用柱体单元，以避免充填过程中的误差积累。在网格生成方面，网格尺寸应控制在平均料厚内，并根据实际情况（如一模多穴、多个转折点等）调整冷流道和产品的网格层数。在模流仿真分析过程中，网格质量和一致性对于结果的稳定性有重要影响，建议利用第三方专业网格工具进行高效、准确的网格划分，以分析结果的精确度和一致性。

分析结果的挑战与应对


动态平衡性分析

实际应用中，部分用户依然沿用传统塑胶件的分析思路，忽视了新能源连接器领域产品特有的动态平衡性挑战，网格质量对充填趋势的影响显著。当前环境下，通过对网格大小、一致性等进行严格控制，模流分析的质量得到显著提升，网格划分不再广泛依赖软件工具，转而依靠更专业的第三方工具，以确保结果在充填、保压、翘曲分析等多个阶段的准确性与一致性。

锁模力评估

对于含嵌入件的零件，MOLDFLOW计算的锁模力通常偏高。其原因在于多层网格计算中未及时减去重复面积。最佳实践是根据零件的特点和复杂性，合理估计实际接触面积，结合软件计算结果进行综合评估与校核，以确保DFM阶段的准确度。

流动前沿温度预测

3D网格分析中，流动前沿温度受网格影响较大。针对复杂模型，需重点关注网格质量，保持温度预测结果的稳定性与准确性。MOLDEX3D相较于MOLDFLOW在这方面展现了一定的优势，其温差分布相对较小，提示在评估流动前沿温度时，应放宽传统标准并依据软件特性建立相应的新标准。

翘曲现象分析

树脂收缩率、塑件结构、玻纤分布等因素共同决定翘曲现象的程度。MOLDEX3D 2023版本对玻纤分布的影响因子进行了细分优化，使得某些复杂零件的翘曲分析结果更为精准。这种细粒度的分析结果，不仅有利于前期模具设计决策，也为后期模具优化提供了科学依据。

结论

随着新能源领域新兴应用的不断发展，对于新型塑胶零件模流仿真分析的挑战也日益凸显。通过总结多年的实践经验，分析了在模流仿真分析中面临的多项挑战，并提出了一系列优化策略。现代工程实践中，不仅软件选型需谨慎、模型前处理需细致、网格划分需专业、结果评判需标准化，还需要深入理解产品特性、间接验证软件分析结果的合理性，并将其紧密融入后端的科学试模过程，以实现更高效、更具成本效益的模具开发。通过上述措施，不仅可有效减少线下试模次数，缩短开发周期，更有力地促进模流分析成果的商业化应用。

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