在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到制品的質量和勞動生產效率。通過溫度調節(jié)，保持適當的模具溫度，可減小制品的變形、增強制品力學性能、改善制品的表面質量、提高制品的尺寸精度。同時，縮短占整個注射循環(huán)周期約80%的冷卻時間是提高生產效率的關鍵。因此，設計合理的冷卻系統(tǒng)，對模具溫度進行有效調節(jié)是十分必要的。冷卻系統(tǒng)的設計在20世紀60年代就已引起了人們的重視，并進行了大量研究，得到了一些簡化公式或經驗公式，但由于實際制品的形狀往往十分復雜，因此，這些公式的應用范圍存在著很大的局限性。MPI/Cool通過分析模具冷卻系統(tǒng)對模具和制品溫度場的影響，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局，以達到使塑件快速、均衡冷卻的目的，從而縮短注塑成型的冷卻時間，提高勞動生產效率，減少廢品，達到增加企業(yè)經濟效益的目的。
MPI/Cool簡介
影響注塑模冷卻的因素很多，如制品的形狀，冷卻介質的種類、溫度、流速，冷卻管道的幾何參數及空間布置，模具材料，熔體溫度，工件要求的頂出溫度和模具溫度、制品和模具間的熱循環(huán)交互作用等。這些參數之間互相聯系、互相影響，唯有這些參數的合理組合才能獲得理想的效果。但靠傳統(tǒng)的經驗和簡化公式是很難確定的，只有通過CAE分析才能得到理想的結果。MPI/Cool采用邊界元法（Boundary Element Method）對模具的溫度場進行三維模擬，對于制品在其厚度方向上采用解析來計算其溫度分布，并通過制品的熱流量將二者完全耦合進行迭代計算求解，一般制品進行冷卻分析時迭代計算可能要耗時約12～72小時，而且對計算機CPU和內存要求非常高。同時將模具的溫度場與冷卻管道中冷卻介質的能量方程聯立起來求解，因此可以可靠地計算出制品/模具及模具/冷卻介質間的界面溫度。在整個計算過程中，考慮了型芯和型腔在制品厚度方向的不對稱性對制品溫度分布的影響。MPI/Cool能夠模擬冷卻管道（包括隔板管、噴流管、連接軟管）、鑲塊、多種模具材料、冷流道和熱流道、分型面及模具邊界對模具和制品溫度的影響，從而為優(yōu)化冷卻系統(tǒng)提高可靠的依據。MPI/Cool不僅能對中性面模型和Fusion模型進行冷卻分析，而且能夠對3D模型進行冷卻分析。此外，MPI/Cool 、MPI/Flow和MPI/Warp等相結合，可以得到十分完美的動態(tài)的注塑過程模擬流態(tài)分析。
MPI/Cool的作用
MPI/Cool通過對模具、制品、冷卻系統(tǒng)的傳熱分析，為用戶提供了豐富的模擬分析結果。
(1) 冷卻時間 為保證制品在脫模時要有足夠的強度，以防止脫模后發(fā)生變形，要確定合適的冷卻時間。MPI/Cool能夠計算制品完全固化或用戶設定的固化百分比所需要的冷卻時間。
(2) 型腔表面的溫度分布 型腔表面溫度對制品質量具有重要影響。MPI/Cool能夠模擬注射周期的型腔表面溫度分布，幫助工藝人員確定模具溫度的均勻程度及是否達到材料所要求的模具溫度。對于中性面模型，MPI/Cool還可以計算制品兩個側面的溫度差別。
(3) 制品厚度方向的溫度分布 制品在頂出時刻的溫度是確定冷卻時間是否合理的重要因素，如果溫度過高，則需加強冷卻或適當延長冷卻時間，而溫度過低，說明冷卻時間太長。MPI/Cool能夠預測制品在頂出時刻沿厚度方向不同位置的溫度分布，最高溫度在厚度方向的位置，沿厚度方向的平均溫度以及某一單元溫度沿厚度方向的變化。
(4) 制品的固化時間 依據模具表面的溫度預測制品完全固化所需要的時間。
(5) 冷卻介質的溫度分布及冷卻管道表面的溫度分布 冷卻介質的溫度變化、冷卻管道表面與冷卻介質間的溫度差是決定冷卻是否有效的重要依據。
(6) 冷卻管道中的壓力降低、流動速度及其雷諾數 雷諾數決定了流動狀態(tài)，應保證冷卻介質處于紊流狀態(tài)。
(7) 鑲塊的溫度分布、鑲塊/模具界面的溫度差分布 鑲塊/模具間的溫度差別反映了熱量通過界面的阻力大小。
(8) 分型面和模具外表面的溫度分布。
MPI/Cool應用實例
建模
制品在三維CAD軟件如Pro/E、UG、Solidworks、Cimatron等中建模，通過STL文件格式讀入Moldflow軟件中，在“MF/View”的前后處理器中完成最后的修改并生成冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)。制品模型、冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)如圖1所示。該方案共設計15條水路，其中母模側8條水路（無翻水孔），公模側7條水路，藍色管道為φ10mm的直通水路，黃色管道為φ26mm的擋板水路，以加強公模側的冷卻效果。