飞绿产品的流动不平衡改善了99%!

编辑:科盛科技技术支持部 工程师 叶承杰
客户简介

飞绿股份有限公司于1985年设立,经过30年来多次转型,从家用品贸易外销、压克力密封罐制造,逐步转型为塑料家庭用品自主设计研发、制造及销售,并于海外设立销售据点,为国内少数建立家庭用品完整设计开发及产销体系之集团化企业,至今已拥有厨房用品、卫浴用品、宠物用品、家饰园艺及创意文具等生产线别,藉由丰富的设计能力,提供客户多样化的需求,在各地区、各业务线别都有全球级知名客户,飞绿公司的产品设计与质量均受到世界级客户的肯定。(来源:http://www.felli.com.tw/about.php)

大纲

飞绿团队以多模穴、短周期、高良率、较少的后加工为目标进行食品储物罐的量产开发,并采用阀式热浇道以减少料头及避免冷料造成外观瑕疵。然而,采用阀式热浇道却产生了转角效应,导致流动不平衡,并引发结合线、包封及热晕痕问题。飞绿团队藉由Moldex3D一系列的仿真分析,成功确认问题成因,并验证解决对策,顺利克服问题,达成稳定24小时连续性生产的目标。

挑战

  • 流动不平衡
  • 包封与结合线
  • 热晕痕

解决方案

以Moldex3D充填分析及Hexa-based网格技术,找出改善流动平衡的方法

效益

  • 克服外观瑕疵
  • 成型良率改善99%
  • 稳定生产

案例研究

本产品为一透明储物罐(图一),材料为AS,尺寸为140mm * 140mm * 210mm。模具为双模穴设计,采阀式热浇道系统,从底部开始充填。该制程规画为高量型产品,且需要满足24小时连续生产的需求。虽然使用阀式热浇道系统及优良的冷却水路设计,能有效改善表面缺陷并缩短成型时间,但仍会因为流动不平衡而产生缝合线、包封和热晕痕等问题。

图一 产品: 透明储物罐

根据Moldex3D的模拟结果,确实有侦测到流动不平衡现象(图二)。进一步观察温度结果剖面,可发现因为熔胶绕过阀针而产生转角效应,导致高温熔胶大部分往外侧分布,并延续至成品(图三)。

图二 由Moldex3D的流动波前等值线(左)可看出流动不平衡现象,且与实验结果(右)相符。

图三 观察温度剖面,发现熔胶通过阀针(左)后产生温度分配,并延续至成品(右)

仿真结果与实验验证皆清楚地显示,阀针是影响流动平衡的关键。因此飞绿尝试透过CAE快速验证修改阀针长度和移除阀针的结果后,发现移除阀针后流动平衡有明显的改善(图四),实际成型验证亦与分析结果吻合(图五)。

图四 移除阀针后的模拟结果
图五 实验验证

最后飞绿透过翻转式流道设计,缩小了熔胶通过浇口后的温度差异(图六),并改善了流动平衡(图七)。

图六 透过流道翻转设计,通过阀针后的温度差异减少(左),进而改善流动平衡(右)

图七 设计优化后,流动平衡明显改善(右)

飞绿团队透过Moldex3D的分析及一系列低成本的实际验证,找出造成产品问题的根本原因,并藉此改善了阀针设计,使得流动不平衡不良率从100%降低至0%;实际生产总不良率降至0.05%,避免无效的生产和成本的浪费。

结果

透过Moldex3D的流动及Hexa-based网格技术,飞绿工程师能够仿真产品的流动不平衡现象、找出引发转角效应的原因,并呈现高解析的温度分布情形。此外经由比对模拟分析和实验结果,也证实阀针的设计是造成流动不平衡的关键。Moldex3D协助飞绿团队优化流道设计,降低熔胶通过阀针后的温度差异,进而改善流动平衡。


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