1、CAE 與塑膠產(chǎn)品、塑膠模具設(shè)計(jì)的配合應(yīng)用及案例說明,蔡毓斌,何謂 CAE？,CAEComputer Aided Emulation電腦輔助模擬 幫助工程師在做設(shè)計(jì)工作時(shí)檢查各項(xiàng)數(shù)據(jù)的可行性，以減少事後失敗時(shí)必須額外付出的金錢、人力、時(shí)間成本。,CAE的分類,泛用型 CAE結(jié)構(gòu)分析（線性、非線性、 動(dòng)力、 模態(tài)）熱流分析（熱傳、流力） 製程型 CAE塑膠射出成型分析金屬壓鑄成型分析,塑膠射出成型分析,應(yīng)用領(lǐng)域- 塑膠射出成型製程模擬 傳統(tǒng)熱塑性塑膠射出成型分析 氣體輔助射出成型分析 共射出成型分析 IC封裝成型分析,案例說明,電子零件盒上蓋 風(fēng)扇葉片,電子零件盒外殼,現(xiàn)有產(chǎn)品發(fā)生缺陷 產(chǎn)品表面

2、凹陷 溢料 短射/包風(fēng)/焦痕 以下將分別就三項(xiàng)缺陷說明,產(chǎn)品表面凹陷Sink Mark,凹陷發(fā)生的原因,凹陷屬於表面缺陷，通常發(fā)生在產(chǎn)品較厚的區(qū)域，或者是肋(Rib)、螺柱(Boss)的背面?？s孔則是在發(fā)生在產(chǎn)品中心的較厚的區(qū)域。 當(dāng)塑膠充填進(jìn)入模穴後，靠模壁側(cè)的熔膠會(huì)先冷卻並且開始固化。當(dāng)中心的熔膠要開始冷卻時(shí)，會(huì)將靠模壁側(cè)的塑膠向中心拉扯，造成凹陷。 假如模壁側(cè)的熔膠已經(jīng)完全固化，中心的塑料無法拉扯向內(nèi)，則在中心處會(huì)產(chǎn)生一縮孔。,解決方法 1 - 產(chǎn)品設(shè)計(jì),解決方法 2 模具設(shè)計(jì),增加澆口及流道尺寸以延長澆口凝固時(shí)間 可以讓更多的材料補(bǔ)充進(jìn)入模穴。 增加或加大排氣 排氣設(shè)計(jì)可以使模穴內(nèi)的空

3、氣順利排出。 將澆口位置移動(dòng)至或是靠近產(chǎn)品較厚區(qū)域 可以讓較厚區(qū)域在較薄區(qū)域冷卻凝固前有較多的塑料補(bǔ)充 。,解決方法 3 機(jī)臺(tái)設(shè)定,增加射出壓力及保壓時(shí)間 增加充填時(shí)間，降低充填速率 降低熔膠溫度及模具溫度,溢料（毛邊） Flash,甚麼是溢料,溢料指的是在模具分離處跑出的材料。通常發(fā)生在分模面、可動(dòng)銷、排氣、或是排氣頂針處,溢料發(fā)生的原因,排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良不恰當(dāng)?shù)呐艢庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)、或是排氣系統(tǒng)太深(尺寸)，都會(huì)造成溢料。 模具的間隙 如果分模面沒有完全的接觸，也會(huì)發(fā)生溢料?？赡苁且?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)變形、分模面變形、或是其他物質(zhì)阻塞了分模面。,溢料發(fā)生的原因 （續(xù)）,成型條件 不恰當(dāng)?shù)某尚蜅l件，例如高熔

4、膠溫度(造成較稀的熔膠)或是高射出壓力，都會(huì)造成溢料。 鎖模力不足 如果射出機(jī)的鎖模力不足以在射出過程中固定住模具，就會(huì)發(fā)生溢料。,CAE 分析結(jié)果,塑膠充填分析圖,CAE 分析結(jié)果,塑膠充填分析圖（放大圖）,CAE 分析結(jié)果,包風(fēng)位置分佈圖,解決方法 1 模具設(shè)計(jì),檢查排氣尺寸是否恰當(dāng) 排氣的建議尺寸如下：結(jié)晶性材料(crystalline polymers) 為0.025mm(0.001inch)（POM、PE、PP、PET、PPS、Nylon-6、Nylon-66、LCP、PA、PBT、PP/PMMA、PP/PS、PP/TPO、TPE、TPO）非結(jié)晶性(amorphous polymer

5、s) 為 0.038mm(0.0015mm)（PS、PC、ABS、PMMA、PPE、PPE/PS、HI-PS、PVC、PC/ABS）,解決方法 2 模具製造,確定模板強(qiáng)度足夠，不會(huì)在成型過程中產(chǎn)生變形 如果在成型過程中模板發(fā)生變形，就必須增加固定桿或是將模板加厚。 清潔模具表面 如果分模面上有異物使得模具無法密封，也會(huì)造成溢料。,解決方法 3 機(jī)臺(tái)設(shè)定,降低料管及噴嘴溫度高熔膠溫度將會(huì)降低熔膠粘度，使得熔澆稀釋，而造成溢料。但是要小心的是避免熔膠溫度過低，如果熔膠溫度過低，則射出壓力必須提高，又有可能造成溢料 增加充填時(shí)間或是降低充填速度,包風(fēng)/短射/焦痕,甚麼是焦痕,在產(chǎn)品的末端、或是流動(dòng)的末端、或是包風(fēng)處，有時(shí)候會(huì)發(fā)生小範(fàn)圍的深色(黑色)區(qū)域，稱為焦痕,包風(fēng)/短射/焦痕發(fā)生的原因,當(dāng)充填速度或充填壓力過大時(shí)，流道及模穴內(nèi)的空氣無法在非常短的充填時(shí)間內(nèi)藉由排氣系統(tǒng)排出。 如果跑道效應(yīng)(race-tracking) 非常明顯，再加上排氣設(shè)計(jì)不良，包風(fēng)也會(huì)發(fā)生。 當(dāng)包風(fēng)發(fā)生時(shí)，空氣會(huì)被壓縮，而造成非常大的溫度及壓力，而使得該處的塑料劣化，所以焦痕通常發(fā)生在流動(dòng)末端或是無法排氣的區(qū)域。,CAE 分析結(jié)果,包風(fēng)位置分佈圖（放大圖）,解決方法,加強(qiáng)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)以前述之排氣系統(tǒng)參考尺寸作為基準(zhǔn)，採用全周長排氣。另外，在產(chǎn)品機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上加強(qiáng)。,風(fēng)扇葉片,分析