第 39 招、流道设计之温度篇 ~【剪切生热对流动的影响实际案例分享】

■ Moldex3D/ 林秀春 协理

【内容说明】

在高速注塑下会有高摩擦剪切生热,造成模穴内流动 的变化。应用模流软体发现注塑品质不稳定的状况,以找出造成流动不平衡的问题。塑料在流道内摩擦剪切生热产生不同性质之温度对流动的影响,以及熔胶流动截面的流变特性变异 (Rheological Variations)

1. 剪切生热 (Shear Heating)

2. 剪切稀薄 (Shear Thinning)

3. 热变异 (Thermal Variation)

图 1:确认流动群组,颜色相同为一组

流道设计翻转技术应用

1. 掌握精确的分析以确认流动群组,如图 1 中颜色相同为一组。

2. 原始设计模流分析在主流道有剪切生热温度环(如 图 2),分流后流道不平衡计算结果,原始流道不平衡造成产品重量差异高达 11%。

3. 透过翻转流道的搭接设计(如图 3)可以将产品重量差异降低至 5% 以内。翻转流道的箱型图明显优于原始流道,有利于后续量产稳定性。

图 2:原始流道设计完全对称流道
图 3:设计变更在分流道设计搭接的流道设计

现场与分析工作流程说明

1. 确认流动群组(取现场与电脑模拟纪录与比较)。

2. 流道与成型短射样品: 用以观看流道到浇口的长短距离;再以产品体积来判断其短射程度,如 70%、80%、90%……

3. 针对每一样品依照群组分类,并进行秤重: 取稳定试模之后十次以上的产品重量平均值,并针对图 1 的四组各群组的平均值进行比较。

4. 检查模具制作精度诱导的不平衡变动程度: 模具加工精度要在正负 0.02mm 。

5. 决定剪切作用诱导的不平衡变动程度。

原因就是流道剪切生热造成的温度影响流动差异,进而影响整体保压的进行,通常分配到高温区因保压效果好,所以成品较重;而分配低温区,则成品重量轻,会导致成品品质不稳的问题。流动不平衡对产品、制程、生产力的影响重大。业界针对以上问题都有自己的经验法则,但改善效果有限,可透过专业团队进行技术讨论与模具设计制作,以找到好的设计方案,确保模具注塑成型品质与稳定的生产。■

图 4:以上原始设计的现场短射图与 CAE 分析图有相同的现象,几何对称,但是流道长短脚有明显差异
图 5:搭接的流道设计,以大幅改善,现场短射与分析的流道长短脚相当接近
图 6:统计数字
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