模流分析應用複雜曲面於IMD技術製程特性研究.ppt

五、結論 本案產品流道設計採用設計變更1的設計方案，其在流動平衡方面是最為平衡的，在射出階段影響薄膜剪切作用最大的製程參數為射出時間，也就是注入塑料的速度，經本研究實驗可以得到最佳的射出時間為1秒及射壓90MPa時，可以降低剪切率達1.496MPa。 保壓階段的壓力、時間及段數之間的選擇，影響著整體產品翹曲變形的大小，經本研究實驗得到最佳保壓壓力為100%，持續4.85秒並以一段保壓方式最佳，其翹曲變形量可以降低至0.4202mm，體縮率也可縮減至2.857%。 * 水路設計方面可以使產品在冷卻階段之平均溫度分布均衡，實驗獲得較佳之冷卻時間為7秒。 經由本實驗可以獲得一模兩穴產品之模具設計資訊，之後可以應用於IMD技術的射出成型製程上。 使用模流分析軟體模內嵌件的分析方式，可以應用於IMD技術的製程分析，因此不需再經由傳統的試模方式來進行模具設計，加快IMD技術模具開發的製造效率。 * Thank For Your Attention * 南台科技大學 精密製造實驗室， 100年4月27日 南台科技大學 精密製造實驗室，100年4月27日 應用模流分析探討模內裝飾製程影響之研究 報告者：李政龍 指導教授：曾信智 博士 * 大綱 前言 模內裝飾技術簡介 實驗內容 結果與討論 結論 * 一、前言 模內裝飾射出成型技術是近年來先進的射出製程之一，因整合印刷、成型及射出製程而大幅減少二次加工的污染，通常用於曲率變化不大且重視表面外觀的產品。 該技術現廣泛應用在電子產品、家電、汽機車等外觀件中，IMD製程需先將裝飾薄膜利用熱壓(Thermo Forming)製程塑形半成品，造成會產生厚度分佈不均一，並可能因結構應力或熱應力產生翹曲變形，傳統模流分析無法考慮到此一現象，近年來CAE軟體已可以提供崁件或多設成型的應用。 本研究使用模流分析軟體Moldex3D模內嵌件功能做模內裝飾技術的製程特性探討，分析造成缺陷的原因然後去做製程改善。 * 二、模內裝飾技術簡介 IMD(In-Mold Decoration)技術為德國Bayer所發表的新製程，主要是將文字、圖案、雕紋等裝飾薄膜，嵌入模具內一併進行射出的製程。 IMD技術的目的在於減少後續的產品裝飾行程，如噴塗、熱轉印、雕刻、電鍍等，具有提高產品質量、增加產品外觀複雜性、可看性及耐用性等優點。 IMD技術依應用面及薄膜嵌入方式不同可分為以下三類： * IMF(In-Mold Forming)： IMF製程主要用於曲率大包覆深的曲面或造型獨特及外觀須保護膜的產品，其製程分為印刷、成型、沖切、射出等工序。裝飾效果印刷於薄膜上，經高壓成型達到產品外觀尺寸，以沖切模將多餘區域裁切後置入於模腔中進行射出成型，充填時薄膜與塑料結合完成表面裝飾。如圖2.1所示。 圖2.1 IMF製程步驟示意圖 * IMR(In-Mold Roller)： IMR製程為將印刷油墨以熱轉寫的方式轉印製產品表面，通常用於曲率變化小的簡單曲面且需量產性的產品上，其製程是以連續式的薄膜經由送箔機及壓板定位於射出模腔，以真空裝置令薄膜服貼於母模面上，再進行射出熔融樹脂，此時油墨會轉印於樹脂的表面，開模時油墨會和薄膜分離，完成塑件的表面裝飾，如圖2.2所示。 圖2.2 IMR 製程步驟示意圖 (a)固定薄膜位置 (b)射出成型 (c)開模轉寫成型 * IML(In-Mold Label) IML俗稱模內貼標，主要為瓶罐、杯碗、控制面板等一般平面或規則曲面上使用，通常用於食品工業或食品包裝上，其製程與IMF相同，成型後薄膜也會留在產品表面形成保護膜。 相較傳統塑料裝飾方法，IMD製程所具備的競爭優勢： 印刷薄膜擁有多樣性的顏色變化及高度色彩對比，提供色彩一致性。 可使用外觀材質多樣化之產品，如金屬、皮革、木紋、石紋等。 使用表面硬化層薄膜，使產品能抗腐蝕與刮傷提高產品耐久性。 * 使用於複雜幾合的外型產品，同時維持產品印刷均一性。 一體成型的設計與技術，減少產品製造的程序。 可避免溶劑與揮發物的汙染，減少對環境的危害。 但IMD製程也存著以下缺點： 須額外投資對裝飾薄膜進行裁切、印刷、輸送、模內定位等設備成本。 裝飾薄膜通常於射出成型時，會與塑料產生黏滯作用而產生產品缺陷。 裝飾薄膜如有摺皺、破損、伸長延展等問題，會造成產品不良率提高。 模內溫度不均造成產品翹曲變形問題加重。 * 常見IMD應用案例： * 三、實驗內容 產品簡介： 產品尺寸：總長91.93mm、總寬80.33mm、總高13.66mm、平均厚度2mm。 薄膜厚度：0.178mm。 圖3.1 PDA