CAE模流分析101招 -第29招、塑胶制品翘曲分析背景材料篇~ 【智慧制造篇】

■ Moldex3D/ 林秀春

第29招、【智慧制造篇】-产品故事说明

【内容说明】塑胶材料的影响-技术讨论焦点:射出过程中塑件的收缩(shrinkage)现象:
1.为流动及保压过程的收缩。
2.为冷却过程的收缩这二种的现像都是造成翘区变形的 主要议题。 塑料的PVT关系指的是塑料在加工过程中,在某温度压力下的体积变化情形。由于塑料的热膨胀系数 (coefficient of thermal expansion) 为正值,因此有受热膨胀现象;加上塑料在高压情形下(如保压阶段)具 有可压缩性 (compressibility),因此塑料体积会随加工 过程中的温度及压力变化而改变。在脱模阶段,塑料温 度及压力降至接近常温常压,体积亦发生相对的收缩现象。因此塑料的PVT行为实是造成塑件收缩现象的根 本因素。在定温下会因压缩效应(compressibility effect) 随压力增加而降低。在熔点 (melting temperature) 附近,塑料比容呈阶跃式变化(step change),如右图所示 一般而言结晶性塑料的收缩率较非晶性塑料为高。

产品尺寸变化较大社出机台的成型视窗也比较窄比较敏 感。若塑料为各向同性(isotropic)材料,也就是各方向 材料物性相同,没有特定方向性,则可定义塑件之线性 收缩率(linear shrinkage)一般简易的线性收缩率可以粗 估约为体积收缩率的1/3,但是由于射出成形流动过程 造成的分子配向效应,模壁对收缩的限制,使收缩行为呈现非各向同质性现象。一般而言,在肉厚方向之线 性收缩率可用体积收缩率经验式加以估计;而在流动 方向之线性收缩率可用线性收缩率加以估计,一般而 言,在肉厚方向之线性收缩率可用以下经验式加以估 计造成塑件翘曲变形的因素包括: *塑件冷却不均(uneven cooling)造成的不对称热  收缩(asymmetric thermal shrinkage) *不均匀体积收缩(non-uniform planar volumetric  shrinkage) *流动配向造成的塑料物性各向异性(anisotropy) *几何效应造成的差异热应变(differential thermal  strain),模壁对收缩的限制,使收缩行为呈现非 各向同性现象。■

 

   

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