大綱

本案例產(chǎn)品為高電流連接器，使用材料為PBT結(jié)晶性塑料。本產(chǎn)品由于后續(xù)需要與其他電子零件進(jìn)行組裝，因此必須符合高尺寸精度。然而結(jié)晶性材料容易導(dǎo)致嚴(yán)重的體積收縮，此外還出現(xiàn)了包封、短射等表面瑕疵，這些都是必須解決的問(wèn)題。敦吉科技利用Moldex3D分析體積收縮分布，藉此調(diào)整高收縮率區(qū)域的厚度，同時(shí)并優(yōu)化澆口尺寸以消除包封，最后及時(shí)解決體積收縮和表面缺陷問(wèn)題，滿足大量生產(chǎn)需求。

挑戰(zhàn)

• 提高尺寸精度

• 解決產(chǎn)品表面瑕疵

解決方案

敦吉科技利用Moldex3D評(píng)估合適的產(chǎn)品肉厚和澆口設(shè)計(jì)，在早期研發(fā)階段就達(dá)到產(chǎn)品優(yōu)化。

效益

• 提高尺寸精度達(dá)77%

• 節(jié)省試模成本和研發(fā)時(shí)間

案例研究

本案例目的為解決高電流連接器插孔周圍體積收縮過(guò)高問(wèn)題，以滿足精度要求(圖一)，否則將影響后續(xù)組裝。然而若嘗試以降低產(chǎn)品肉厚方式來(lái)改善體積收縮，又會(huì)出現(xiàn)包封。因此如何同時(shí)滿足尺寸精度和消除表面瑕疵，是本案例最主要的課題。

圖一 孔洞周圍的收縮問(wèn)題

敦吉科技首先找出體積收縮率高的區(qū)域，并將單點(diǎn)進(jìn)澆改為雙點(diǎn)進(jìn)澆(左右兩側(cè)各一，如圖二所示)。根據(jù)Moldex3D的模擬結(jié)果，新的澆口設(shè)計(jì)成功將體積收縮由17%減少為14%。

圖二 原始設(shè)計(jì)只有一個(gè)澆口(左)，設(shè)計(jì)變更為兩個(gè)(右)

除了澆口設(shè)計(jì)外，敦吉科技提出兩種不同的產(chǎn)品肉厚設(shè)計(jì)變更。其中設(shè)變1的公模和母模側(cè)的厚度皆分別縮減，以符合外觀需求。圖三為設(shè)變1的幾何和體積收縮模擬結(jié)果，由圖中可看出體積收縮的改善程度不如預(yù)期。

圖三 設(shè)變1：公模與母模側(cè)減膠

設(shè)變2則根據(jù)設(shè)變1再進(jìn)一步利用側(cè)邊滑塊減膠(圖五)。仿真結(jié)果顯示，設(shè)變2可以有效改善特定區(qū)域的體積收縮情形，同時(shí)使體積收縮分布更均勻。然而改變厚度分布后，產(chǎn)品外壁卻出現(xiàn)了包封(圖六)，因此敦吉科技再將膠口尺寸由1 mm加大為1.5 mm，將包封位置由外壁移動(dòng)到分型面上。

圖四 設(shè)變2：側(cè)邊滑塊減膠

圖五 設(shè)變2的包封問(wèn)題

敦吉科技根據(jù)模擬分析結(jié)果，測(cè)量頂端和底部4個(gè)孔洞在體積收縮后的大小，以評(píng)估尺寸準(zhǔn)確度。結(jié)果顯示在原始設(shè)計(jì)中，有2個(gè)孔洞超過(guò)容忍范圍，設(shè)變2的尺寸精度則改善77%，符合生產(chǎn)所需的質(zhì)量。

接下來(lái)敦吉科技進(jìn)行短射測(cè)試，以驗(yàn)證Moldex3D分析的可靠度。如圖六所示，Moldex3D的流動(dòng)波前模擬結(jié)果能準(zhǔn)確呈現(xiàn)射出過(guò)程中的流動(dòng)行為。此外在包封方面，也發(fā)現(xiàn)設(shè)變2的模擬與實(shí)際試模高度相符(圖七)。

圖六 流動(dòng)波前模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較

圖七 設(shè)變2的包封模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果

透過(guò)Moldex3D準(zhǔn)確的模流分析結(jié)果，敦吉科技能夠了解塑料在模內(nèi)的流動(dòng)行為，并在實(shí)際制造前找出潛在問(wèn)題，進(jìn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省試模成本和研發(fā)時(shí)間。