模流分析理论(一).pptVIP

課程: 模流分析理論(一) 課程大綱 前言 模流分析基本原理 實際運用範例 模流分析之成效及限制 問題與討論 前言 塑膠射出成型分析需要結合塑料知識模具設計及現場經驗 要達成品質及生產性需瞭解在模具內 會發生什麼事？ 什麼事應會發生？ 同步工程結合CAD/CAM/CAE 甚麼是電腦輔助工程分析? 結合高分子科學,流體力學, 熱傳學, 固體力學, 數值方法,及電腦程式語言發展之專門軟體 1940年代射出成型流體力學模型提出 1950年代第一次應用電腦計算充填預測 1976年Moldflow發展第一套商業化模流分析軟體 影響CAE分析結果的三個關鍵因素 使用之塑料 成形條件 (模溫/料溫及射速) 幾何形狀的設計 (流動路徑長度與厚度) 產生及解釋CAE分析結果的六個基本步驟 設計 幾何模型 網格 分析 顯示 判圖 Moldflow射出成形模具設計哲學(1) 單方向流動 流動平衡 壓力梯度 最高剪應力 定出 融合線／熔合線的位置 Moldflow射出成形模具設計哲學(2) 避免潛流 避免流動遲滯 控制黏滯熱 熱閉式流道 可接受的 流道／模穴比 單方向流動 在充填過程，塑料的流動應以 單方向 且直線的流動波前 如此才產生單方向配向性模式 流動平衡 所有流動路徑平衡 亦即，在相同時間及壓力下充填 等壓梯度 最有效率的充填模式為沿流動路徑的 壓力梯度(每單位長度壓力降)為定值 最高剪應力 充填時剪應力需小於臨界值 此值根據塑料種類及產品應用而定 融合線／熔合線的位置 將融合線置於最不敏感區 避免流動遲滯 將澆口置於離厚與薄兩流動路徑分開點越遠越好 避免潛流 避免潛流，將澆口置於在充填結束時, 兩流動波前正好相遇處 控制黏滯熱 設計流道可控制黏滯熱來提高熔膠溫度 這樣可降低應力程度，不會因塑料 在長時間高溫下而造成裂化 熱閉式流道 設計流道當模穴充填完且適當保壓後, 可熱封閉（凝固） 因此在模穴充滿後,可避免過度保壓 及塑料回流 可接受的 流道／模穴比 設計高壓力降的流道系統，以減少 流道內的塑料到最少 這產生一低的 流道／模穴體積比率 成形問題 一般成形問題及正確的 設計方法 翹曲 融合線 應力龜裂 凹陷 短射 包風 毛邊 成品重/成形週期 翹曲 翹曲成品顯示形狀變化,例如弓形或 螺旋形,由於不適當的成形加工條件, 或射出機不正常的動作,或設計錯誤 翹曲在成品製作後變得明顯 融合線 融合/熔合線在塑膠成品上產生一可見及結構的弱點 當兩股或多股塑流相遇即形成融合線 應力龜裂 成形後當成品使用時受力,在成品內的殘留應力便會顯現 龜裂或變色(白化)可能在生產後 一段時間才顯現 凹陷 凹陷為在厚壁區的表面有下陷的情況 可能由於收縮而造成的 短射,充填不足 短射是一成品在模穴內未完全充填一塑料無法到達模穴的終點 這些瑕疵在薄壁區及成品邊緣常被發現 包風 在模穴內的空氣在充填時將被塑料取代 聚集會合的流動波前圍繞及將氣體包封,造成成品上的表面缺陷 溢料 在模穴充填時,塑料從分模面或不連續模具面(例如頂出銷)溢出 溢料像是薄邊或薄膜 成形週期/成品重量 成形有問題不一定會造成成品不良 生產性是在最少費用及最短時間製造 合乎品質的成品 典型的成形問題解決方式 流動分析結果用來在設計階段找出及定義問題 檢討現有成品的問題 結合影響Moldflow設計原理的可能因素並建議解決方法 Moldflow實際運用範例  模流分析之成效 應用分析與模流設計原理 品質可以改善 單位成本可以降低 縮短產品開發時間 由設計所達到的品質及生產性 問題與討論 產品:空 氣 濾 清 器 物料:Glass Filled PP 製造廠商:Nippondenso 成 品 Moldflow CAE Model Shading 進行最佳化 模具設計 解 析流 程 -- 預測充填過程流動型態 預先發現成型問題 計算冷卻管路設計 與模具熱傳問題 進行成品收縮/翹曲值計算 求取尺寸安定性 MF/Flow 流動(保壓)分析 MF/Cool 冷卻分析 MF/Warp 翹曲分析 MF/Flow 流動(保壓)分析 需要條件: 1.模穴 Model (前處理) 2.材料物性 (資料庫) 3.成型條件 (分析計算) 分析程序: 1.各別單一模穴分析 i.決定澆口位置與數目 ii.判斷流動缺陷與成型困難 2.二模穴流道平衡 計算項目: 流動型態(時間) 溫度/壓力 剪力/剪率 黏度/凝固層厚度 包風/縫合線位置 保壓壓力及 有效持續時間 ..... Air Trap (包風) 缺陷: 1.原設計 均勻肉厚2.5mm 2.修正:局部肉厚加大 引導塑料快速填入 3.流動型態