气体辅助注射成型是20世纪70年代中期发展起来,90年代开始进入实用阶段的一项新型注射成型技术。该技术综合了发泡成型和注塑成型的优点,为塑料产品的设计和生产提供了更大的灵活性和自由度。由于气体的引入,熔体的流动变得极其复杂,增加了CAE分析的难度,因此迫切需要科学合理的CAE分析方法。本文在研究气道截面温度分布的基础上,提出了等效气道的有限元改进模型。结果证明,改进模型提高了气体辅助注射成型有限元模拟精度,使其与生产实际更加一致。本文针对影响气辅成型的关键因素设计了三水平六因素正交试验,应用MPI软件对圆管气辅成型过程进行CAE分析,获得各个因素对其影响的有限元模拟数据。编写多元回归统计分析程序,并用该程序对实验结果进行统计分析,分析总结了各工艺参数对气辅成型的影响规律和主次关系,其中注射量、熔体温度、延迟时间是最主要的影响因素。由于筋部较薄造成有限元分析结果温度比实际低,导致气辅成型有限元模拟结果不够准确。本文通过对直角气道和T型气道的截面温度分布及其气体穿透的研究,提出了三种改善传统气辅成型有限元分析的梁单元模型,主要包括:梁单元和有形状因子的筋单元、梁单元和有形状因子的基体单元以及有形状因子的基体单元及其计算方法。本文以两件典型气辅成型打印机盖板为例,对其用不同模型进行MPI前处理,比较三种简化气道的改进模型和常规模型的优劣。利用Imageware对产品的点云进行逆向建模,获得打印机盖板的三维模型。在MPI中分别用四种模型对其进行CAE前处理,通过多次模拟分析获得四种模型所对应的最大的气体穿透和相应工艺参数值。最后将每组四个模拟结果分别与盖板的实际工艺参数和气体穿透进行对比,两组对比中均明显发现本文提出的第二种和第三种改进模型更加接近于生产实际。采用改进模型预测得到的熔体注射量、气体穿透和气体延迟时间等工艺参数与实际情况更为接近,能够更有效指导产品设计和工艺设计。研究同时表明在气道设计中应保证薄壁厚度小于气道等效厚度1/2的设计原则。