基于精确UDB文件的汽车B柱外饰板双色注塑翘曲模流分析与工艺优化

双色注塑是指将两种不同材质或不同颜色的材料分别塑化，然后按顺序或同时注入模腔而得到两种不同颜色或不同材质的塑料成型制品的注塑工艺。

双色注塑与传统的单色注塑有着极大的不同：一方面制品由两种不同的材料注塑完成，其产品具有两种不同材料的性质特点。

另一方面在一套模具里面进行两次注塑，两种材料在进行充填、融合、保压、冷却等时，材料之间在熔融状态下或者在凝固之后都存在着相互作用，这不仅影响了两种材料之间的接合性能，也对塑件的翘曲变形、体积收缩、凹痕缩痕等缺陷有着重要的影响，因此对其成型模具的结构设计、成型工艺、使用寿命等提出了更高的挑战。

常用的解决方法有以下三种：

1）  选用材料库已有近似料（替代料）来分析——很方便，但准确性不高；

2）找材料厂商索要UDB文件——通常是没有的，但如果你是该材料商大客户，材料商也会想办法解决这个问题，比如找第三方拟合一个UDB给你用；

3）把材料给模流分析数据实验室测试——以前是国外实验室才可以进行，随着模流分析在中国广泛应用，国内也有很多实验室可以做，相较国外实验室周期短、更能满足特定要求。

将UDB文件导入模流分析软件是模拟准备的重要环节。

首先，在软件的材料库中选择“新建材料”或“导入”功能，指定UDB文件路径。系统会自动解析文件内容，并将材料属性加载到数据库中。

随后，在工艺参数设置中，需根据材料数据调整熔体温度、模具温度、保压曲线等，这些参数会直接引用UDB中的推荐值或用户自定义值。

导入后，建议运行简易测试流程（如填充分析），验证材料数据是否合理，观察压力、温度分布是否符合预期，必要时可返回修正系数并更新UDB文件，以迭代优化数据准确性。

汽车 B 柱外饰板实物图如图 1 所示，尺寸为400 mm×90 mm×4 mm。塑件结构简单，壁厚均匀，内 外 双 层 ，内 层 为 丙 烯 腈 - 丁 二 烯 - 苯 乙 烯 塑 料(ABS)，外层为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

（1）模流分析设置

在塑件建模及UDB文件导入完成后，就可以对该塑件进行双色注塑模流分析设计。

首先单击“主页”选项卡中的“成型工艺设置”面板，选择“热塑性塑料重叠注塑”，同时，在这一面板下的“分析序列”中设置分析

类型为“填充+保压+重叠注塑填充+重叠注塑保压+翘曲”。

在“模型”板块中，选中 ABS 内层全部单元，在“组成”选项设置为“第一次注射”，同样，选定在“组成”选项设置为“第一次注射”，同样，选定PMMA 外层设置为“第二次注射”，即重叠注射。在“方案任务”窗格中双击“材料 A”，选择第一次注射熔融材料 ABS；同理，双击“材料B”，选择材料为 PMMA。

参数设计：参数根据推荐值选择，模具表面温度在第 一 次 注 射 和 第 二 次 注 射 的 值 分 别 为 50 ℃ 和60 ℃，熔体温度分别为 230 ℃和 250 ℃，冷却时间为 20 s，其它参数均采用自动控制。根据研究方案设置第二次注射 PMMA 外层成型工艺参数。

表1　汽车B柱外饰板正交试验工艺参数因素水平表

（2）翘曲结果分析

双色注塑与单色注塑相比，不仅仅只是两个塑件注塑相重合那么简单，在双色注塑模拟仿真过程中，第一次注塑的模流过程与传统的单色注塑的模拟过程差别不大，以模具的刚性材料作为填充边界条件。

而在第二次注塑的过程中，其熔体的充填流动不仅仅与模具的型腔表面相接触，还与第一次注射塑件的塑性外表面相接触，这将导致两者之间发生相互作用，在第二次注射压力或者温度足够高时，或将导致塑件整体的翘曲变形存在误差。

表2　汽车B柱外饰板正交试验设计数据表

重叠注塑阶段所使用的模具和熔体温度由第一个组成阶段结束时记录的温度进行初始化，并且通常一般选取第一次注射塑件所产生翘曲变形作为整体的翘曲变形。

将 16 组实验数据放在 模流分析软件中进行分析，表 2 模拟结果表明，塑件厚度比是在总厚度不变的情况下，选取的是趋近三个具有代表的比值，在厚度比为 0.96∶1 的八个试验(试验编号 5~12)仿真中模拟得到的翘曲值相对较小，这表明，在注塑该双色薄壁件的时候，首先要考虑该塑件的厚度比，两种材料所占的比值越趋近于 1，则产生的翘曲变形越低。