- 客户：云林科技大学
- 地区：台湾
- 产业：教育
- 解决方案：Moldex3D Solution Add-on / 共射出模块
(来源: https://www.yuntech.edu.tw/)
大纲
多材质射出成型(MCM)虽已在产业应用数十载，但由于其复杂的材料和制程特性，导致产品的研发流程非常不容易控管。本案例中，云科大团队研究由包覆射出成型拓展至共射出成型，以找出翘曲变形的物理机制。在多材质包覆成型制程中，不均匀的体积收缩、积热和散热等因素，可能造成内凹或外扩等不同方向的翘曲，因此必须要加以控制翘曲量。另外在共射成型中，翘曲情形受到核心料穿透距离影响甚巨。若核心料穿透距离大于临界值，就能够大幅改善翘曲情形。藉由Moldex3D模流分析软件的帮助，云科大成功优化制程条件，并解决了翘曲问题，有助于未来多材质共射成型的研究。
挑战
- 控制共射出制程的塑料性质、核心料/皮层料比例和制程参数
- 翘曲问题
- 产品尺寸精度控制
解决方案
透过Moldex3D共射出模块找出核心料/皮层比率和制程参数，成功控制核心料穿透和翘曲现象
效益
- 改善翘曲量53%
- 减少试模时间和成本
案例研究
本项目目标主要为研究造成翘曲现象的物理机制，改善产品翘曲。为了能够对共射出成型制程有更深入的研究，云科大团队决定使用Moldex3D软件。本案例的产品几何模型、流道系统和产品尺寸如图一所示。图二说明翘曲的变化趋势：S0是产品设计的原始长度；在Corner A，当S1<S0时，成品呈现内凹现象；在Corner B，当S2<S0，成品也是内凹。S2-S1则是呈现产品的翘曲趋势。
图一 产品几何尺寸
图二 内凹及外扩定义：(1) 在Corner A，当S1<S0时，成品呈现内凹现象；(2)在Corner B，当S2<S0，成品也是内凹
藉由研究发现，翘曲改善情形与核心料穿透距离有关。如图三所示，当核心料穿过红色对角线后，亦即当核心料比率超过20%(中央核心穿透距离超过36 mm)，翘曲就能显著改善。因此云科大进行了以下的设计变更：(1)调整核心料比率；(2)降低塑料温度；(3)降低第一射的流率。
图三 关键穿透距离(即浇口至对角线的距离)
透过Moldex3D的模拟验证，云科大借着提高核心料/皮层料比率，最后成功将产品翘曲从0.792降低至0.378 mm，改善52.7%(图四)。
图四 不同核心料比率和控制因素下的S2-S1翘曲结果
结果
Moldex3D共射出模拟结果，让云科大团队能够有效预测共射成型中的核心料穿透行为，顺利解决成型问题。实验结果也证明Moldex3D的预测具有相当高的准确性(图五)。这项成果对云科大未来的研究计划有很大的帮助。未来在尝试使用不同塑料材料的皮层料和核心料，以达到多功能复合结构成品时，也预计导入Moldex3D进行研究。
