气体辅助射出成型与水辅助射出成型模块 (GAIM and WAIM) 气体/水辅助射出成型简介 气体辅助射出成型(GAIM)与水辅助射出成型(WAIM)发展于1970年代以改善产品的表面质量,减少翘曲、成型周期、锁模力、材料/成本,以及减轻产品重量。其成形过程先将熔胶射入模穴中,待其部分充满模穴后,再将压缩的气体/水通过热喷嘴射入模穴中(氮气是常用的气体)。在气体/水射出阶段时,气体倾向流入肉厚较厚之区域(阻力较小)使产品中心形成中空。当成型制程完成之后,就会产生重量轻的中空产品。 气体/水辅助射出成型制程不仅能节省材料/成本,还能减少产品缺陷。由于气体/水能有效传递压力,提升保压效果,因此能解决深受保压阶段影响的产品缺陷,包含翘曲与凹痕。此外,因熔胶的使用量较少,也能缩短冷却时间;因此,气体辅助射出成型制程所需的成型周期比传统射出成型更短。 气体/水辅助射出成型具有许多优点,能克服生产厚度不均的产品之难题。然而,加工条件控制产品质量,制造商所考虑的问题,包含渗透长度、掏空比、翘曲及渗透行为等,可使用CAE分析工具,预见制程问题,减少试误法消耗的大量时间,进而降低生产成本。 Moldex3D气体/水辅助射出成型模块功能导览 Moldex3D气体/水辅助射出成型模块能仿真气体/水辅助射出成型制程的动态过程,包含塑料熔胶充填阶段与气体/水充填、保压阶段。浇口位置的设计、流道系统与气体信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模块完成,更进一步,能侦测可能产生的成型缺陷,例如:(a) 短射,(b) 不理想的缝合线位置,(c) 包封,(d) 流动不平衡/皮层比,(e) 气体/水渗透或气体吹穿,(f) 气体散射分布。此外Moldex3D气体/水辅助射出成型模块也有优化加工条件,包含充填时间、延迟时间、气体射出时间、转换点、熔胶温度、射压及气体压力多段设定之功能。 注:Moldex3D气体辅助射出成型模块支持shell与solid网格模型;Moldex3D水辅助射出成型模块只支持solid网格模型。 1. 前处理 (Pre-processing) 其前处理阶段的步骤与基本模块相似: 步骤1:新项目建立 步骤2:设定分析系统并建立网格 步骤3:设定材料及成型参数 步骤4:执行分析并观测分析结果 以下将列出特定步骤的操作说明。 l 建立新项目 (Create a New Project) 第一步开启Moldex3D Studio,选择新增建立新项目,第二步按下确定 在第三步,选择气体辅助射出成型(Gas-assisted injection molding)。 注:Moldex3D Studio 分析引擎支持气体辅助2.5D射出成型模块;因此,气体辅助射出成型分析也可选择使用Moldex3D Studio 2.5D薄壳模型分析引擎[2.5D]分析(2.5D Shell Model Solver[2.5D])。 l 制程设定(Process Setting) 在加工精灵中,输入设定项目的数值。完成制程设定之后,点击储存(Save)。 如果用户选择气体辅助射出成型模块,入口#2(Inlet #2)的设定将列为气体选项。 如果用户选择水辅助射出成型模块,在制程类型时就须选择液体辅助射出成型。 l 执行分析(Run Analysis) 完成这些设定后即可执行分析。返回 Moldex3D Studio,点击分析顺序 (Analysis sequence),并选择瞬时分析-Ct F P Ct W ,以执行气体/水辅助射出成型分析。 2. 实体网格模型 产生网格 对于气辅与水辅射出成型的分析,如果辅助液的进口与进浇点是相同的,则用户不需额外在模型中设置。如果进气/水口与进浇点是不同的,请额外设置一个进浇点再不同处,并在进口点属性页面的其他参数中,将其设为与主要进浇点不同的入口ID。 溢流区是链接产品的一个区域,用于预防气体/水辅助射出成型制程中的潜在缺陷。其一样可以在属性中设置。 在Moldex3D Mesh产生网格 l 前处理 (Pre-processing) 1. 在网格上,气体与流体的入口与出口ID设定: 当输出气体/水辅助射出成型的网格时,选择不同入口的群组ID以辨识流体入口与熔胶入口。 2. 溢流(Overflow)设定: 溢流区是链接产品的一个区域,用于预防气体/水辅助射出成型制程中的潜在缺陷。其设定如下所示: 步骤1:在Moldex3D Mesh中设定溢流区: 在实体网格属性设定(Solid Mesh Attribute Setting)中,设定溢流区的属性为溢流实体网格(Overflow Solid Mesh)。 l 准备分析(Prepare Analysis) 在气体/水辅助射出成型的加工条件设定中,流体入口的设定在材料设定功能选择。 l 执行分析(Run Analysis) 完成这些设定后即可进行分析。返回 Moldex3D Studio,点击分析顺序(Analysis sequence)并选择瞬时分析-Ct F P Ct W,以执行气体/水辅助射出成型分析。 3. 后处理 (Post-processing) 结果分析 分析结果可在展示窗口(Display Windows)中观看,并可用Moldex3D Studio树状目录与显示工具栏(Display Toolbar)调整。流动波前动画也可用动画工具栏(Animation Toolbar)展示与调整。而且,Moldex3D Studio能在结果窗口中显示XY曲线的数字。 最有效检视3D气体/水辅助射出成型模块的分析结果的方法,是在窗口中显示流域分布图标。执行分析的方法与前面章节相似,包含充填、保压、冷却及翘曲分析。 下列两张图片为充填分析中气体波前时间与皮层比的结果图。 下图为皮层厚度的结果图。在模穴区域中被掏空的厚度如范例所示。 温度结果图可用结果剖面功能检视,并可在不同截面显示。透过不同截面,能观察辅助流体的温度影响。 |
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