1、什麼是模流分析? 以下簡單介紹模流CAE的起源與歷史冀能幫助工程人員有不同角度的省思與瞭解。各領域的CAE應用功能不盡相同,早期主要是用在結構體強度計算與航太工業上。但應用於塑膠射出與塑膠模具工業的CAE在台灣我們稱為模流分析,這最早是由原文MOLDFLOW直譯而來。MOLDFLOW是由此領域的先驅 Mr. Colin Austin在澳洲墨爾本創立早期(1970)只有簡單的2D流動分析功能,並僅能提供數據透過越洋電話對客戶服務但這對當時的技術層次來說仍有相當的助益之後開發各階段分析模組, 逐步建立今日完整的分析功能。 同一年代美國Cornell大學也成立了CIMP研究專案,由華裔教授Dr.K.
2、K.Wang所領導針對塑膠射出加工做系統理論研討,產品名為C-MOLD。 自1980年代起,隨著理論基礎日趨完備,數值計算與電腦設備的發展迅速,眾多同類型的CAE軟體漸漸在各國出現功能也不再侷限於流動現象探討。約1985年工研院也曾有過相似研發,1990年起清華大學化工系張榮語老師也完成CAE-MOLD軟體提供會員使用,目前則由科盛公司代理銷售。 MOLDFLOW公司創辦人Colin Austin是個機械工程師1970年前後在英國塑膠橡膠研究協會工作。1971年移民澳洲擔任一家射出機製造廠的研發部門主管在當時塑膠材料在應用上仍被視做一種相當新穎的物料具備了一些奇異的特性。但在塑膠加工領域工作了
3、幾年後他開始對一般塑膠產品的不良物性感到疑慮一般的塑膠製品並沒有達到物品的適用標準相反的塑膠已逐漸成為便宜、低品質的同義字但他卻發現多數主要不良品質的成因卻是因為不當成品設計與不良加工條件所造成的所以他開始省思產品設計本身需同時考慮成型階段才是成功最重要的關鍵。 他開始花費大量時間在研究塑膠流動的文獻上但發現這些理論並不能合理解釋他在工廠現場所看到的許多問題因此他開始換角度去思考這些問題將射出機台視為一整組加工程序螺桿正是能量的傳遞機構而模具內部的流動形態才是決定成品品質的最主要因素。具體的關鍵問題是澆口位置?在何處進澆? 幾個澆口? 尺寸為何? 這是一個革命性觀念的啟示模具內部的成形型態才真
4、正決定了產品品質而不僅是機臺參數設定或產品外觀設計最佳產品是需要完整考量、系統化的設計觀念才有辦法得到！ 但即使瞭解了這個觀念問題仍未解決因為在當時模具內部成型時的流動形態仍無法在試模前判斷而要去預測流動形態必須依據非常複雜的流體力學與熱傳問題的聯立方程式求解以人力來做幾乎是不可能。 隨著學術理論發展電腦計算功能的進步正式為模流CAE開啟了一扇門1978年MOLDFLOW公司成立提供初步的電腦輔助分析技術給世界上不同國家的塑膠製造公司包括汽車業家電業電子業以及精密模具業等。 現今模流技術已普遍為世界各國所肯定功能也加強到成型各不同階段而台灣也已開始起步坊間自三重五股以至於台南高雄鄉間的模具廠總
5、數可能超過五千家九成以上仍傳承著師徒相授與摸索得來的經驗不知其所以然但仍努力接單持續著台灣經濟的奇蹟只是訂單愈來愈少利潤愈來愈薄競爭愈來愈激烈. 現在正是一個轉型的時機可以預見當電腦技術幫助縮短成本與時間的同時沒有跟上腳步的會愈落後愈遠可能終將被淘汰！ 容許的誤差CAE是一項電腦工具其效益大小決定於操作者如何發揮但錯誤的輸入可能得致反效果,遭受更大的損失。要能發揮CAE的功能關於準確性的一些基本的觀念需要事先瞭解: *理論未完全發展完成前,仍有簡化與假設,可能導致誤差。 *電腦運算與數值方法求解時,為求達到收斂得解會有部份計算誤差發生。 *物性數據的真實性(測試誤差與製程穩定性)。 *人為操作
6、誤差。(模型建立尺寸精度等)一般說來,CAE得解的誤差值不見得都能小於模具容許公差但這不要認為CAE不夠準確或失去實用性現實上理論與實務雖仍有差距,但相對的CAE提供了詳盡的數據輔助判斷較之傳統經驗試誤法仍是大幅提升了效益。模流CAE的操作 模流CAE軟體的操作可分成三方面: (1) 模型建立(Modeling): 模型代表著成品幾何形狀與尺寸規格,通常軟體會附有前後處理程式前處理為model建立後處理為分析結果圖形顯示。另外透過轉換介面也可以接受CAID工業設計軟體如Alias-WaveFront,CAD軟體如IDEAS, Pro-E,CATIA或其他CAE軟體如ANSYS,NASTRAN等
7、建好的模型。(2) 物性數據(Data Bank): 所有的物理解析均根據於材料的物性出發做計算不同物料則有不同的物性產生不同的成型情況。CAE軟體內一般均有內建資料庫提供操作者呼叫使用。 (3) 成型條件(分析模組): 完整的射出成型分為幾個階段各階段均有不同物理現象在進行因此也需要分段使用不同模組來做計算。 概略來說充填是一種流動現象保壓是後續的二次高壓以補償固化收縮的體積冷卻則計算管路與模具、熱塑料間的熱傳現象。固化後成品會收縮收縮不均成品會產生翹曲受外力時會產生應力變形添加玻纖的複合材料則有配向性問題影響結構強度熱固性材料則需考慮固化反應動力學氣體輔助射出成型則有塑膠與空氣兩相流動的問
8、題另有一些不同於傳統射出成型的的新程序與觀念也正在持續發展中例如計算模具收縮尺寸、最佳化條件尋找的功能,以及智慧型控制系統等。 解析程序 CAE 解析程序則可以分為六個步驟: CAE之數值解法大都使用有限元素分析,首先需架構成品如圖A,為一乾衣機殼蓋板model是由surface面所組成如圖B進行數值計算則先切割成元素如圖C元素之數目則影響了分析正確性與計算時間,如圖D. 圖A 圖B 圖C 圖D 元素切割密度與計算精度的關係可解釋如下。下圖為一簡單平板,但平均肉厚2mm中夾有一區為1mm,由左方入料,預期孔區肉厚薄阻力大流速會較慢因此右側會有一縫合線產生。但當切割元素密度參數不同時, 所顯示結
9、果詳細程度會有所不同太粗的網格可能就失去這條縫合線的資料。 前後處理程式 前處理 是指Model建立，包括成品幾何尺寸、澆口位置、流道配置等, 如下圖 後處理 則是分析結果顯示，包括計算所得的各種物理量如時間、溫度、壓力等MODEL建立 Model建立包括成品幾何尺寸、澆口位置、流道配置等。後處理則是分析結果顯示包括計算所得的各種物理量如時間、溫度、壓力等。另外當CAD已完成 Model繪製後可以轉換介面直接讀取省略二次繪圖時間。目前可接受IGES、Patran、Ansys、C-Mold(已購併)、STL及實體元素(Solid element)如Pro-E等。 前後處理程序: 分析前要先建立一
10、個模型使電腦能瞭解成品所有幾何性。Model是由點(point)與面(surface)所組成。每一點在空間上都有惟一座標值面由點所聯結而成但需注意同一個面上所有點需為共平面不可以歪斜否則元素切割(mesh)會有錯誤。面則包含一些屬性例如幾何厚度、顏色等用以輔助建立程序與計算進行。 建立完成的模型稱為surface model是由surface所組成而要進行有限元素計算則需要將之切割成元素(element)與節點(node)。現今CAE軟體大都提供自動切割功能(automesh)只要指定參數(切割密度)就可以自動進行元素切割。切割完成的元素模型如下圖。 元素密度會影響正確性與計算時間若有重要區域
11、則可以再局部加細密度(refine)。 物性資料庫 成型使用的塑料物性可由CAE軟體內建資料庫提供或是建立個人資料庫功能。 在模流分析計算中的標準資料庫中收錄了4000種以上不同等級塑料之物性數據並提供個人資料庫編輯及檢索搜尋功能。數據項目包含 熱物性 Thermal data: 密度/比熱/熱傳導系數/非流動溫度/頂出溫度流變性(rheological)Flow data:黏度:為溫度與剪率(shear rate)的函數且為非線性。溫度-壓力-體積 P-V-T data:溫度-體積-壓力收縮性(shrinkage) Shrinkage data:收縮性數據機械物性(mechanical)等。
12、 黏度數據圖 PVT數據圖 流動與保壓 流動過程(射出充填)是成型最基本的階段。塑膠在高溫高壓下受推擠以高速度沿噴嘴注入模具內;流動的過程是塑料質量的流動伴隨力量(動量)與熱量的傳遞而可以物理科學來做計算。 流動分析是最基本模組包含下列程式:程式名稱功 能 前後處理 建圖圖形顯示結果 程式管理員 檔案管理 2D流動分析 簡易尋找最佳成型範圍 3D流動/保壓分析 計算流動充填/保壓型態可設定多段射出/保壓行程及自動流道平衡。 物性資料庫 提供物性數據 流動計算結果可以得到成型過程發生在模具內的相關物理量例如知道時間:什麼時間流到什麼位置。 溫度:塑料流動時的溫度變化情形。 壓力:充填滿整組模具需
13、要多少壓力。 剪力:流動過程所產生的磨擦力是否超過材料容許值。 冷卻時間:肉厚多少需要多少時間才能冷卻。.等等各種數據用以判斷成型性與產品品質。當能充份瞭解模穴內部各種相關物理量後，掌握並控制成品設計與品質，便不再是那麼困難了。 保壓保壓過程是以二次高壓來補償塑料的可壓縮性以及固化收縮所減少的體積以避免成品產生凹陷及變型最適當的結果是整體成品各處都有均勻的收縮值。我們可以下邊的圖形來解釋塑料的可壓縮性:當以活塞推動密閉容器內的塑料流動充填前方空模穴時a. 活塞開始前進但塑料尚未填入模穴。 b. 活塞前進一半行程塑料開始流入模穴。 c. 活塞到達底部塑料尚未填滿。 d. 活塞無法前進但塑料自行膨
14、脹填滿全部模穴空間。 實驗證明不同的保壓行程會造成不同的體積收縮率所以保壓並不是愈大愈好保壓不足體積收縮率會很大容易產生凹陷及縮減尺寸但過大保壓卻也易造成毛邊以及形成產品翹曲。一般來說保壓壓力高收縮會較小但收縮率範圍會較大(2.342.91%)-路徑最末端收縮最大而澆口處為最小若能調整行程呈逐漸衰減確保由外圍至澆口處為均勻收縮(2.973.07%)反而有助於減少翹曲。有效調整保壓行程控制產品收縮性的關係可以簡單以下圖表示:a. 調整產品末端:在固定壓力時縮短保壓持續時間收縮會較大但延長則可以減少收縮。 b. 調整澆口區:改變壓力衰減速率速率慢則可以降低收縮量速率快則收縮大。 c. 調整中央區:
15、控制保壓衰減速率與位置如圖當速率增加時可以降低收縮率反之減少則增大收縮值。 保壓結果最重要的數據是保壓壓力分佈、持續的有效時間以及根據P-V-T數據所算出的體積收縮率。舉前述馬達外殼為例當設定一保壓壓力與保壓持續時間後計算得到成品內保壓壓力分佈如下圖澆口處為最高達29MPa為紅色外圍最遠壓力最小為藍色16MPa。保壓壓力不同會影響到體積收縮率。在此例中澆口上方位置保壓壓力大因此收縮率較小為藍色約為1.13%外圍肋部則收縮較高為黃色約10%。成品內不同的收縮率則會導致翹曲變形發生如下圖肋部會往下翹曲約1.5mm。執行程序 執行程序: 建立模型(model)-包括產品形狀、尺寸、澆口與流道等。 1
16、. 選定物料-物料種類、供應廠商及等級。 2. 設定成型條件-模溫、熔溫、射出時間與行程等。 舉例說明操作步驟:先執行ANALYSIS-Project Manager MFVIEW:執行前處理建立model 1. Mode-Pre/Processing:宣告只進行前處理圖形區右上角會出現文字說明。 2. 建點(point): CREAT-Point by Coord./Between./On an Elllips.建面(surface):CREAT-Surface Outline/Internal Feature指定屬性-厚度:Edit-Surface-thickness。 1. 元素切割-m
17、esh:CREAT-Mesh-On Full Model。 2. 編輯元素:EDIT-Mesh-Squeeze & Optimise Bandwidth。 3. 檢查:Utility-Check Model 4. Quick Manu(Mouse右鍵)-Display Mesh。 5. 指定澆口位置:Edit-Injection Node。 6. 存檔:File-Save 7. 存邊界條件:File-Save Boundary Conditions。 8. 開放後處理功能:MODE-Pre/Post processing 9. 選擇物料:SHOW-Material Data指定Supplier
18、 & Grade Code。 10. 執行流動分析:ANALYSIS-3D Flow-Thermoplastic 11. 填入空格 分析項目Analysis Aim: Multi Laminate Filling輸入輸出檔名: 檔案名稱Model Name: ? 邊界條件Boundary file: ? 結果檔名Results Name: 成型條件Processing Conditions- 最大射出壓力Max. Inj. Press: 最大鎖模力Max. Clamping Force: 模具溫度Mold Temp: 熔膠溫度Melt Temp: 射出時間Inj. Time: 讀取分析結果:F
19、ILE-Read Results 顯示分析結果:Results- Contour Plots: Time/Press/Temp/Shear Stress.Profiles: (厚度方向) Time Series: (時間關係) 操作畫面: Flow Analysis 計算的分析結果,會得到成千上萬個數據,一一檢視相當費時，因此利用圖示法,以圖形處理-後處理程式來作圖形顯示。 結果檔案可分成三種: o 等位線(Contours) o 中間過程(Time Series) o 厚度方向(Profiles) 說明參見下圖:等位線是指位置相關的物理量,以色彩來區分又分為線條(line)與實體(solid
20、)，並可顯示特定位置之詳細數據。 中間過程是指隨時間進行之關聯,例如完全充填時間為五秒 ,但我們可找出全部五秒鐘內,如溫度壓力的變化情形。以下圖表示較為清楚: 1.塑料由主澆道、流道進澆口後到一半位置時溫度為230。 2.完全填滿模穴時,原中央位置溫度已降為220。 3.模穴內部物理量事實上與位置及時間都有關係。 厚度方向則有某些特定意義，例如隨肉厚之不同位置，速度、溫度、剪力、黏度等均不會相同。流動分析詳細分析結果主要可提供模穴及澆道之 1. 充填時間 2. 溫度分佈 3. 壓力分佈 4. 剪力分佈 5. 剪率分佈. 等 COOL 冷卻分析模組 2D有限元素熱傳分析-計算模具截面溫度分佈，提
21、供冷卻管路配置時參考。 3D邊界元素管路熱傳分析-計算冷卻管路之 a.管路溫度b.雷諾數 c.冷卻液流率 e.壓力降 f.模壁面之溫度分佈及及and 動、靜模面溫度差 g.凝固時間.等其功能則有: 設計均勻有效之冷卻系統 設定最佳化之冷卻參數條件 選定冷卻機具之大小 找出局部熱點或冷點 縮短成形週期 節省成本 減少成品變形扭曲，改善品質 提供開模與頂出時機之判斷 以下是一個冷卻設計的案例產品是一個汽車儀錶板內裝盒 首次加工時:因內部有許多肋部突起冷卻管路加工不易因此被省略。 此種冷卻設計的效果觀察其模具溫度分佈如下圖成品外圍受到有效冷卻溫度降低為藍色但中央則仍保持高溫(黃綠色)。這是溫度分佈的
22、不均勻性影響到成品收縮不均。 收縮不均造成的翹曲如下圖產品中央位置由上下兩端向內凹翹曲值達5.6mm。 探討原因內外側溫度不同是主要問題。因此重新修改冷卻管路設計加強公模內部冷卻如下圖增加了多處管路。 修正後的新成品翹曲值減低為3.5mm。 翹曲分析翹曲主要是因為收縮不均所造成的收縮均勻的成品只是尺寸變小若不均則成品產生扭曲。在一個成品收縮性的變化可能有幾種型式: 1. 區域性(region to region):平面位置不同。 2. 厚度層(through the thickness):厚度位置不同。 3. 方向性:平行/垂直分子方向基本影響收縮的因素則有1. 自由體積收縮: 此為P-V-T
23、實驗量測得到的數據。 2. 結晶性:材料在結晶過程產生相變化結晶性高的物料收縮會較大。 3. 模具限制:模壁若阻隔了塑膠自由收縮則收縮量會變小。 4. 分子配向性:在流動過程產生的方向性若不及釋放則平行於分子主要配向與垂直方向會有不同收縮值。 為了控制翹曲首先要瞭解影響收縮率的操作參數有: 歸納翹曲的主要因素可以分成三大類: 1. 冷卻性差異(differential cooling):冷卻效率所影響冷面會先收縮但很快固化收縮量固定但熱面緩慢收縮分子有較長時間重排收縮量會更大。 2. 區域收縮性差異(differential shrinkage):隨厚度或位置而有不同隨保壓效率所決定。 3.
24、分子配向性差異(orientation):澆口位置流動方向等是主要因素。例如下例為一中央進料圓盤流動方向主要是延半徑輻射方向當此徑向收縮大於其垂直方向時產品會發生圖上馬鞍狀翹曲若收縮是垂直方向大於半徑方向時則發生圖下鐘形翹曲。收縮分析 讀取流動、冷卻分析結果，配合材料物性，計算成品之:a. 各方向收縮率 b. 分子配向性（ORIENTATION） c. 面積收縮率 d. 體積收縮率 e. 進行單變數分析翹曲 讀取收縮分析結果，限定邊界條件，計算因收縮不均所造成的各方向翹曲率。詳細功能再細分為線性、非線性、挫曲分析與單變數分析等。 模擬可能翹曲形狀 診斷尋找，造成翹曲之原因 邏輯判斷，提供解決方
25、案 以最佳充填、保壓、冷卻等操件條件，減少成品翹曲變形 以肉厚變化及補強等方式，可減低翹曲變形 翹曲的型態與計算方式則可以再區分為線性與非線性兩種線性關係是翹曲值與收縮量成線性比例非線性關係則是因為材料產生挫曲 (Buckling)與永久變形變形量與收縮負荷呈非線性比例需另外以不同數值解法計算(大位移變形)。 以軟體計算翹曲值首先需進行挫曲分析計算求得特徵值(Eigenvalue)判斷變形形態是線性或非線性。特徵值是表示在當時收縮負荷下會發生挫曲的比例值當此特徵值大於一時表示在全部(百分之百)負荷收縮範圍內成品不會發生挫曲計算翹曲只需要以線性比例描述。若特徵值小於一產品在收縮負荷內就會發生挫曲
26、產生非線性變形。 挫曲分析:應先判斷為線性或非線性 小位移分析:計算線性變形 大位移分析:計算非線性變形 Constrain:不同限制點選擇方式則會影響表現出的翹曲形狀 -應力分析 結構應力分析，計算受外來負荷所造成之應力及應變 又可分為線性(LINEAR)與非線性(Non Linear) 及考慮纖維補強材料(Fiber)之纖維配向性等 /Fiber纖維配向性分析 近年來由於對成品機械性與強度的要求提高因此對塑膠原料的物性需求也相對提升。工程塑膠具有高強度、高耐熱性等優點在應用上範圍日趨廣泛許多塑料更是利用添加補強成份藉以提高強度物性其中補強劑絕大部份是使用短玻纖材料複合。纖維補強可以大幅增加
27、成品機械強度,但纖維方向性則受成型流場所影響,隨位置與厚度皆有所不同。 短玻纖補強複合材料的成品其翹曲形狀與機械物性不僅是與成品設計、澆口位置、成型條件等有關最主要的是內部的纖維配向性分佈。在纖維排列方向機械強度大而收縮性會較小若要掌握成品尺寸精度與強度設計需要先能計算纖維配向性因素而其主要是由流場所決定。 塑料在模穴內部流動時有兩種基本流動型態剪切流動(shear flow)與拉伸流動(elongational flow)剪切流動是受到模壁面磨擦纖維排列會與流動方向一致拉伸流動則是通過截面改變時收縮部位流速加快纖維方向會趨與流向一致但擴張部位則流速減緩纖維會反轉與流向垂直。 事實上纖維數量眾
28、多且方向各異很難用一個簡單的定義來描述數學理論上需用到張量(Tensor)來做計算簡單的說,對成品的每一塊區域(元素)考慮該區域所有纖維的數量與方向當有部份纖維傾向某一方向排列時其分佈圖型可以用一橢圓形來做表示長軸方向便為排列主要方向當所有纖維均為零亂排列時沒有特殊方向性則如下圖中央可以用一正圓表示也就是沒有主要方向。當纖維具有高度方向性時也就是所有纖維沿同一方向排列則如圖表示橢圓的長軸很長化成一條狹長橢圓。 模具收縮尺寸計算模具廠加工一般僅用單一材料收縮數據，以補償加工尺寸。但事實上成型品收縮量與長度、肉厚及成型條件都有關。某些重要特定尺寸位置需要特別加以計算，以確保開模後成品精確度能在公差
29、範圍內 。 圖上有五處重要尺寸標示如15 設定容許範圍如下方紅色線段 成型後產品尺寸如綠色線段 當綠色線段落在紅線外時 這表示此處成品誤差會大於設定值 最佳化條件設計/Optim 研發動機 *成型充填型態決定成品品質 *充填速度可用以控制成品缺陷 *最佳射出行程?*減少不必要時間損耗! /OPTIM 提供解決方案- *聯結CAE與射出機 *自動建議成型最佳條件 *調整參數: -速度 (filling) -壓力 (packing) *計算最佳成型參數,建議最佳行程 輸出- *最佳充填行程 -數字列表 -螺桿位置與速度 *最佳保壓行程 -傳送壓力與位置 圖形顯示 -螺桿速度與位移 -分段壓力與持續
30、時間 /Optim最佳化設計模組 自動計算最佳射出速度與保壓行程用以設定射出機台成型條件。 輸出: 1. 射速行程(Injection Ram Velocity Profile): 機台參數:段數,最大射壓,射出容積. 2. 保壓行程(Holding Pressure Profile): 保壓壓力與時間設定。 氣體輔助射出成型氣體射出成型(G.I.M.,Gas Injection Moulding)技術最早起源於1971年,在美國提出對鞋跟等厚件物品,輔以氣體於中央充填之專利,但隨後並沒有商業上的應用,直到1983年CINPRES技術正式發明而始有廣範的實用價值。自K86 塑膠展CINPRES
31、公開發表後,近九年來商業應用日趨成長,也繁衍了多種不同的專利技術。但由於此方法不同於傳統單相(只有塑料)之射出成型,更重要的是包含了第二相(氮氣)之充填行為,使得整個成型性及相關變數更為複雜而難以預測。 什麼是GIM?氣體射出成型(GIM)是在塑膠充填部份階段後,繼續以惰性氣體(通常為氮氣)完成填滿及保壓。氣體之功能有兩種 1.驅動塑料流動以完整填滿模穴。 2.形成中空管道,減少塑料用量,減輕成品重量,縮短冷卻時間及更有效傳遞保壓壓力。由於成型壓力可降低而保壓卻更為有效,更能防止成品收縮不均及變形。 此項技術可應用於厚件成品,如門把或任何柱狀構造物,成型週期可減少40%,總成本則可望降低304
32、5%。 GIM的好處 * 減少殘留應力、降低翹曲問題 傳統射出成型,需要足夠的高壓以推動塑料由主澆道流至最外圍區域;此高壓會造成高流動剪力,殘存後則會造成成品變形。GIM中形成中空之氣體流通管道(Gas Channel)則能有效傳遞壓力,降低內應力,便減少成品發生翹曲的問題。 * 消除凹陷痕跡 傳統射出成品會在厚部區域如肋部(Rib & Boss)背後,形成凹陷痕跡(Sink Mark),這是由於物料產生收縮不均的結果。但GIM則可藉由中空之氣體管道施壓,促使成品收縮時由內部向外進行,則固化後在外觀上便不會有此痕跡。 * 降低鎖模力 傳統射出時高保壓壓力需要高鎖模力,以防止塑料溢出(Flash
33、ing),但GIM所需之保壓壓力不高,通常可降低鎖模力需求達2560%左右。 * 減少流道長度 氣體流通管道之較大厚度設計,可引導幫助塑料流通,便不需要特別的外在流道設計,進而減低模具加工成本,及控制縫合線位置等。 *應用於厚度變化大之成品 厚部可利用以為Gal Channel。 *其他. GAS流動/保壓分析軟體,主要功能在於預測塑料與氣體之充填流動/保壓行為,包括塑料的流動時間、溫度分佈、壓力分佈、流動剪力、氣體的充填時間、位置、成品肉厚百分比. 應用分析軟體輔助設計工作,可有下列成效*確保品質,找尋最佳成型條件及設計。 *縮短成品開發時間。 *降低成本。 *累積經驗,達成迅速教育功能。
34、*其他.分析對象/Gas分析對象泛包括所有商用氣體射出程序,分為體積控制(如Cinpres I & II)與壓力控制(如Battenfeld) 及其他相似技術,如Krauss,Klockner,Gain.。 其具體計算結果主要如下:*塑料流動位置 *氣體充填位置 *保壓後氣體前進距離 *氣體管道厚度 *塑料肉厚 *成品體積收縮率 *.分析三階段*塑料充填(流動)階段 *氣體充填(推動塑料)階段 *氣體保壓階段 分析所需數據*塑料射出條件包含物料種類,澆口位置,融熔溫度,射出時間,模具溫度.(同/Flow) *氣體進料位置 i. 由噴嘴(Nozzle)Cinpres I. ii. 由流道位置(R
35、unner)及多點進料 Cinpres II. *氣體停滯時間 *氣體射壓/行程與時間 *氣體保壓/行程與時間/Gas 輸出結果*塑料流動形態(同/Flow) *塑料射入體積 *氣體流動路徑 *氣體穿透位置 *成品肉厚百分比*其他熱固性流動分析/Tset 應用領域: 1.RIM:反應性射出成型(Reaction Injection Molding) 2.IC Chip Encapsulation: IC晶片封裝(Transfer Molding) 3.BMC/DMC: Bulk Molding Compound (composites) 4.RTM: Resin Transfer Moldin
36、g 分析項目: 1.Transfer Pot Analysis:塑料在進行擠出時與Transfer Pot間之熱傳計算。 2.Curing Analysis:固化分析,計算塑料在模穴內的固化反應動力學。 3.Runner Balance:多模穴模具之流道尺寸平衡。 1. Entrance Pressure Prediction:預測Pot入口端之額外壓力差(收縮) 。 2. Filling Analysis:充填分析包含流動、固化動力與熱傳計算。 分析結果: 壓力:時間與位置。 1. 溫度:時間、位置與厚度方向。 2. 固化層度與速率。 3. 黏度。 4. 剪率(shear rate)。 5.
37、 固化所需時間。 6. 縫合線、流動方向等。 7. 固化層百分比。 8. wire sweep index /Tsets可使用物料: Epoxies , granular Polyesters ,granular Dough(or Bulk) Molding Compounds Phenolics, granular Melamine ,Melamine/Phenolic blends Polyurethanes Epoxies ,liquid應用效益 流動平衡-確保多模穴之各成品品質穩定。 1. 找出縫合線/包風位置改善逃氣性。 2. 縮減流道尺寸、減少物料損耗。 3. 尋求最佳成型條件。 4. 預測Wire Sweep、Void傾向,配合現場進行改善。
