第58 招、塑胶产品网孔射出的应用重点【网孔设计观念篇】

■ Moldex3D/ 林秀春 协理

【内容说明】

塑胶产品的设计,有些功能面大都是由金属件转过来的,因塑件本身可以简化组装功能与降低成本。本文案例旨在说明网孔设计,如计算机主机为了散热,前盖都会设计密集的孔洞以达到散热功能,当孔洞设计不佳时,会因散热不良而造成当机。所以在早期大多都有使用单独的金属制品(孔洞非常的多),可以满足散热与强度的需求,但渐渐地有些金属转成塑胶化一体成形,进行模具制作与射出成型,在过程中经常有产生了一些问题,网孔不容易填满会短射或者网孔强度不足造成碰撞破裂,也造成销售上的困扰。因此本文将举几个案例来探讨成因。


案例分享:网孔与长条栅栏设计分析

图1与图5都是典型网孔与长条栅栏几何概念的案例。几何的孔洞与长条栅栏设计都容易造成塑料充填流动不顺畅的问题,因此流道设计与浇口位置的选择不易,更需要透过模拟来有效的评估合适的浇口位置、数量与流道长度的配置。
由计算机试模的分析结果可以知道,在不相同设计的浇口位置数量与流道长度的配置会有不同的流动末端与不同充填平衡性的差异,并且在充填结束的压力分布高压与低压的区域也会不同。

图1:网孔产品介绍
图2、3、4:流动波前
图5:栅栏产品介绍

由压力分布的图片得知红色面积为高压区,如高压发生在网孔,则容易造成网孔毛边或者撑模模具不易脱模,即俗称的「咬模」。如果要避免天生的设计问题,就需要移动浇口位置以改变产品成型压力的分布。

图6、7、8:压力分布
图9:网孔产品介绍
图10:流动波前
图11:流动波前

图9与图15中的栅栏产品,其设计也都是为了散热效果,因此在设计上都忽略了塑件的成型问题,在充填阶段阻力大之外,还很容易导致短射、高应力、产品强度低,这些都是造成塑件NG的问题,因此如果可以在射出阶段考虑塑胶本身的特性,将有助于大幅减少塑件成型不良的发生。

图12:产品厚度2.0mm
图13:压力分布
图14:压力分布
图15:栅栏产品介绍
图16:流动波前
图17:流动波前

结果讨论

建议将网孔区另外独立设计并独立射出,不要与其他的造型一体化,这样可以免除很多成型不良的问题,尤其在模具与成型条件上也会更容易加工、更容易控制,产品质量也可以提高许多。这些案例大多都采用多浇口位置,调整流道长度使模穴流动达到理想的分布,才进行模具加工,并且进行多次的计算机试模的分析数据比较,找出好的压力分布,才能有好的塑件射出品质。
 
Moldex3D计算机试模在本文案例中可提供以下功能

模拟多点胶口成型过程;
评估塑胶成品熔胶流动;
评估塑胶成品流动压力;
评估塑胶成品在模型冷却成果之成效;
评估塑胶成品及翘曲组件的交互影响作用。

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