在五金模具設(shè)計(jì)制造，注塑模具加工和模具開發(fā)中，多腔模具是一種常見的形式，多腔模具可以大大提升注塑的效率。美域同潤的病毒采集管精密模具，管子是多達(dá)48腔的精密模具，蓋子是多達(dá)64腔的精密模具，生產(chǎn)效率非常高。

博蒙特效應(yīng)被認(rèn)為是模具填充不平衡和具有四個(gè)或更多腔的模具中產(chǎn)品變化的根源。在具有 8 個(gè)或更多型腔的模具中，最容易（通過視覺）識別由該現(xiàn)象引起的最嚴(yán)重故障。然而，剪切引起的熔體變化會(huì)影響每個(gè)注塑成型零件，其影響比大多數(shù)人意識到的要大。盡管人們已經(jīng)了解了這種現(xiàn)象，但即使在塑料工程技術(shù)課程中教授，對于如何使用模擬軟件開發(fā)和預(yù)測它仍然存在很多困惑。

了解博蒙特效應(yīng)
圖 1是一個(gè)短鏡頭，顯示了使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)幾何平衡（通常稱為“自然平衡”）流道系統(tǒng)的八腔模具中出現(xiàn)的特征故障。許多人將此問題的根本原因混淆為模具變形、模具中心溫度較高、排氣不良或尖角引起的高剪切。

這是一場有趣的辯論，尤其是對于模具制造商而言，他們在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前使用模擬軟件來預(yù)測此類問題。有時(shí)模具變形過大、排氣不良或中心區(qū)域模具溫度過高實(shí)際上可能是一個(gè)問題。然而，即使在這些情況下，博蒙特效應(yīng)通常也是最重要的貢獻(xiàn)者，忽視它是不明智的。注塑成型模擬軟件 1 可以預(yù)測這些麻煩的現(xiàn)象，甚至可以幫助確定最佳解決方案。

要了解博蒙特效應(yīng)的發(fā)展，我們必須關(guān)注流動(dòng)材料中發(fā)生的剪切、粘度和溫度之間的關(guān)系。流經(jīng)流道的塑料呈現(xiàn)層流，最大剪切發(fā)生在流道壁附近，而流道中部存在接近零剪切條件。熔融聚合物也是假塑性非牛頓流體，這意味著材料的粘度是剪切稀化的。這種剪切稀化（其中粘度隨剪切速率降低）導(dǎo)致在通道最外周附近流動(dòng)的熔融材料實(shí)際上具有比通道中心低得多的粘度。

我們還知道，當(dāng)熔體沿通道長度流動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生摩擦加熱。剪切力最大的地方，摩擦生熱也最大。這些剪切引起的熔體變化的發(fā)展實(shí)際上始于成型機(jī)的噴嘴，并通過澆道和流道逐漸形成。通道越長，積聚的熱量就越多。拐角處的剪切作用非常短暫，因此不會(huì)顯著提高材料中的熱量。通過溫度或非牛頓剪切稀化，尖角對材料粘度的影響可以忽略不計(jì)。圖2中的注釋摩擦加熱在通道的最外周附近建立，因?yàn)樗┻^主要流道的長度并繼續(xù)繞過拐角處。與鄰近壁流長度附近的剪切加熱相比，拐角本身沒有影響。

理解分支角發(fā)生的事情很重要。圖 3清楚地顯示了在第一個(gè)分支之前形成的更熱的熔體。沿著其外部高剪切層壓板穿過第一和第二分支并進(jìn)入左側(cè)的兩個(gè)空腔。右側(cè)的兩個(gè)空腔接收最初流經(jīng)中心的材料，接近零剪切，來自主流道的層壓板。這將不可避免地導(dǎo)致完全包裝部件的密度、收縮和翹曲變化。雖然這種變化的負(fù)面影響在具有兩個(gè)或更多分支的模具中最為明顯，但這種現(xiàn)象甚至?xí)绊憜吻荒＞摺? 正確使用注塑成型模擬可以預(yù)測這些熔體條件的發(fā)展，并幫助設(shè)計(jì)人員了解它們在一個(gè)模腔中的分布霉菌及其潛在的負(fù)面影響。

? 12-20 個(gè)貫穿流道和澆口厚度的單元 

?在模型中包括機(jī)器噴嘴

? 可選：高級流動(dòng)解決方案（例如某些注塑成型模擬軟件中的慣性求解器選項(xiàng)1）

遵循這些指南將有效地開啟在多腔模擬中預(yù)測博蒙特效應(yīng)的能力。貫穿流道厚度的高元素?cái)?shù)對于捕獲材料變化是必要的。經(jīng)驗(yàn)表明通常需要 12 到 20 個(gè)元素（參見圖 4）。

圖 5顯示了使用體素類型元素的模擬結(jié)果。在這種情況下，為避免博蒙特效應(yīng)而進(jìn)行的一次不明智的嘗試是在跑步道上增加了弧形拱門。盡管圓角流道似乎在模擬中提供了平衡的材料，但物理測試卻不同意。這種情況下的模擬具有誤導(dǎo)性，可以看出完全錯(cuò)誤。一家仿真技術(shù)供應(yīng)商指出，“雖然這里使用的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格應(yīng)該足夠密集，但實(shí)際上可以在第一個(gè)分支之后的溫度分布中看到彎曲區(qū)域中磚網(wǎng)格常見的插值誤差。隨著流動(dòng)變得與元素成對角線體素網(wǎng)格，會(huì)引起錯(cuò)誤，并且完全錯(cuò)過了填充和熱變化。四面體網(wǎng)格將避免這種情況。”

由于材料剪切甚至在進(jìn)入模具之前就開始在機(jī)器噴嘴中形成，因此它應(yīng)該包含在 CAE 模型中。否則，將錯(cuò)過一些剪切引起的溫度變化。在一些注塑成型模擬軟件中，梁單元可以在任何分支發(fā)生之前替換直線部分的 3-D 單元。這有助于優(yōu)化求解時(shí)間，因?yàn)榱簡卧梢栽谌垠w流分支之前準(zhǔn)確預(yù)測其剪切變化。但是，在第一個(gè)分支以及隨后的所有部分（參見圖 6），3-D 元素仍然是必需的。

對于一些用于數(shù)字原型 3 的注塑成型模擬軟件，可以通過打開程序慣性效應(yīng)來激活更高級別的流動(dòng)求解器。雖然博蒙特效應(yīng)不是慣性的結(jié)果，但相關(guān)的更高級別的求解器將提高流動(dòng)前沿的精度。同樣的求解器還提供了預(yù)測噴射潛力的機(jī)會(huì)（見圖 7）。

概括

譯自：https://www.moldmakingtechnology.com/articles/the-real-cause-of-multi-cavity-mold-imbalances