表面质量把关与提升 交给Moldex3D热浇道阀针速度控制仿真

in Top Story on 10 月 14, 2015

近年来,热浇道系统使用阀式浇口设计的比例持续成长,其应用领域也逐渐扩大中,从汽车、电子到医疗等产业都可以看到使用阀式热浇道系统的案例。阀式浇口设计具备许多生产优势,浇口平整、不需要等待浇口固化等可以提升产品外观质量与有效缩短成型周期。阀式浇口另一项重要的优势为可以结合时序控制技术来控制浇口开启时机,有效解决产品表面结合线问题。然而时序控制技术也面临应用上的挑战。随着射出成型的充填比例增加,射出压力也会跟着上升以符合充填流率,热流道内部会累积一定压力范围。当关闭中的阀式浇口快速开启时,瞬间压力释放使融胶以高速进入模腔,这时会造成塑件表面发生质量不一的缺陷,如:流痕、光泽不均匀…等问题,对产品良率产生严重影响。

为了协助热浇道使用者将时序控制技术的效益发挥至更大,达到提升塑件质量目标,热浇道厂商推出可对阀针开关浇口做速度控制的新解决方案,Moldex3D也因应市场的需求,在进阶热流道解决方案研发「阀针作动速度控制仿真技术」,让分析工程师可以从Moldex3D中选择使用一般或进阶阀式浇口控制 (图一);若选择进阶阀式浇口模拟分析,设计者可以针对阀针上下作动的速度进行控制调整 (图二)。从图三可以看到,浇口区域的速度场因为阀针的位置改变而产生变化,再搭配充填流动分析结果可以验证阀针速度控制对流动波前的影响和改善效果 (图四),确保表面流痕问题获得显著改善。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-1图一  Moldex3D提供一般阀浇口分析(左)以及进阶阀式浇口控制分析(右) 
use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-2图二  Moldex3D仿真阀针移动速度控制的设定接口
use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-3图三  阀针作动对浇口的速度场产生变化
use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-4  use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-5
图四  利用Moldex3D仿真验证阀针速度控制技术
左:多浇口、时序进浇设计容易产生流痕
右:搭配阀针速度控制技术后,表面流痕问题获得显著改善

除此之外,在网格前处理阶段,Moldex3D使用者可以藉由原本的网格编辑工具(图五),依照实际的阀式浇口几何形状进行建模,包含:热流道几何、阀针几何、行程距离、浇口控制编号…等等。产品设计者不需要进行几何简化,牺牲重要几何信息,透过真实三维实体网格技术,Moldex3D模流分析完整考虑更真实的阀式浇口设计,大幅提升模拟分析的准确度。在成型条件设定阶段,产品设计者还可以针对各别浇口群组进行控制,例如:浇口初始状态(开或关)、阀针移动速度、速度段数等,对于有阀式浇口进阶模拟需求的使用者,是不可或缺的利器。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-6图五  Moldex3D 提供网格编辑工具,让使用者依照实际阀式浇口几何形状进行建模

热浇道系统已经是塑料射出成型制程中不可或缺的重要设计之一,业界也仍持续投入研究资源发展更先进、更广范的应用。透过Moldex3D仿真及验证阀针速度控制技术,热浇道使用者可以在实际开发前进行设计验证和优化,降低塑件表面发生瑕疵的机会,将时序控制技术效益发挥至更大,确实为产品质量把关。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-7图六  使用阀针作动功能进行浇口时序控制的案例

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