大綱

本項(xiàng)目主要探討發(fā)泡射出制程的抽芯技術(shù)。相較于標(biāo)準(zhǔn)抽芯制程，本案例的產(chǎn)品只在局部膨脹，因此氣泡的形成被限縮于特定區(qū)域。膨脹區(qū)和非膨脹區(qū)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形成，受到邊界條件和制程參數(shù)設(shè)定的影響，交互作用非常復(fù)雜。利用Moldex3D發(fā)泡射出成型模塊可以觀察到結(jié)構(gòu)成型的過(guò)程，并據(jù)此調(diào)整制程參數(shù)，獲得理想的抽芯產(chǎn)品。

挑戰(zhàn)

• 材料、制程設(shè)定、幾何邊界條件等因素之間的復(fù)雜交互作用，都會(huì)影響到抽芯結(jié)果

• 無(wú)法觀察到發(fā)泡過(guò)程中的實(shí)際狀況

解決方案

透過(guò)Moldex3D模擬發(fā)泡射出成型的抽芯狀況，來(lái)預(yù)測(cè)模腔內(nèi)的發(fā)泡行為，藉此調(diào)整適當(dāng)?shù)闹瞥虆?shù)，以獲得理想的抽芯結(jié)果

效益

• 發(fā)泡射出成型的局部抽芯技術(shù)有更深入了解

• 可視化氣泡形成過(guò)程

• 成功以模擬技術(shù)進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

案例研究

卡塞爾大學(xué)利用Moldex3D能深入分析發(fā)泡射出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形成的完整過(guò)程。Moldex3D支持抽芯制程邊界條件設(shè)定，能幫助預(yù)測(cè)在充填和保壓階段中，不同時(shí)間點(diǎn)的氣泡尺寸、氣泡密度和產(chǎn)品密度。軟件中的感應(yīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)于記錄膨脹和非膨脹區(qū)域中壓力和氣泡大小的關(guān)聯(lián)，也有很大的幫助。
氣泡最初于充填階段形成，但在體積膨脹引發(fā)的第二次發(fā)泡前，就受到保壓壓力影響而消失了。圖一為本案例中的氣泡尺寸預(yù)測(cè)，從中可看出當(dāng)抽芯完成后，氣泡會(huì)膨脹得較大。而圖二的仿真則顯示，氣泡越大，氣泡密度越小。

圖一 充填和保壓階段(體積膨脹前)以及充填完畢后(體積膨脹后)的氣泡大小

圖二 充填和保壓階段(體積膨脹前)以及充填完畢后(體積膨脹后)的氣泡密度

圖三顯示產(chǎn)品密度的變化。膨脹區(qū)域的氣泡形成會(huì)使該區(qū)的產(chǎn)品密度大減，而非膨脹區(qū)域的產(chǎn)品密度則仍然與未發(fā)泡材料的密度相近。

圖三 充填和保壓階段(體積膨脹前)的產(chǎn)品密度以及充填結(jié)束后(體積膨脹后)的產(chǎn)品密度

Moldex3D軟件中的感應(yīng)節(jié)點(diǎn)是非常實(shí)用的功能，讓用戶(hù)可清楚洞察模腔內(nèi)的發(fā)泡行為(圖四)。

圖四 膨脹區(qū)域A (SN5)及非膨脹區(qū)域B (SN7)感應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的壓力和氣泡尺寸之XY曲線(xiàn)

透過(guò)模擬分析，能夠清楚調(diào)查發(fā)泡射出成型抽芯技術(shù)的效果。因此包括SCF含量(發(fā)泡劑含量)、膨脹率(抽芯距離)、延遲時(shí)間、保壓壓力和保壓時(shí)間等參數(shù)的變，都能夠掌握。

圖五是不同制程設(shè)定的模擬結(jié)果，以SCF含量(發(fā)泡劑含量)與實(shí)際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)為例，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都顯示，SCF含量越多，氣泡就越小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也證明了Moldex3D預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

圖五 SCF含量與氣泡大小的關(guān)聯(lián)

結(jié)果

透過(guò)Moldex3D的協(xié)助，卡塞爾大學(xué)對(duì)發(fā)泡射出成型的局部抽芯技術(shù)能有更深入的了解，藉由可視化了解氣泡形成過(guò)程，并成功以Moldex3D模擬及驗(yàn)證定性實(shí)驗(yàn)。