共射成型簡介

共射成型（或稱三明治射出成型）是在射出成型制程中將數(shù)種熔膠（皮層材料與核芯層材料）以間隔依序方式射入模穴中。熔膠將會彼此接觸，但不會流入其中。各種皮層／核芯層材料的組合，包括軟質(zhì)皮層／硬質(zhì)核芯層材料、純料皮層／回收料核芯層以及純塑料皮層／強化核芯層材料，被廣泛應(yīng)用于日用品、汽機車及結(jié)構(gòu)應(yīng)用。使用共射成型的主要優(yōu)點為節(jié)省成本、廢物利用及產(chǎn)品效能提升。

共射成型制程開始將第一射的材料（皮層材料）以預(yù)定的短射體積射入模穴中，接序第二射（核芯層材料）直到模穴充填完全為止。表層材料的噴泉流行為將在模壁上產(chǎn)生固化層；同時，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區(qū)域，以取代第一射的材料。由于噴泉流行為，第一射材料的流動波前將一路向前形成額外的固化層。因此，理想的三明治射出成型件的核芯層材料會被皮層材料完全包覆。

 Moldex3D 共射成型模塊功能導(dǎo)覽

Moldex3D共射成型模塊提供強力的建模解決方案，以預(yù)估模穴中材料的空間分布。這對于結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常重要，因為產(chǎn)品剛度主要取決于皮層／核芯層材料的分布情形。由于觸覺也會受到皮層材料厚度的影響，因此對于軟質(zhì)皮層／硬質(zhì)核芯層材料的應(yīng)用也很重要。共射成型的另一項重要層面，則在于吹穿現(xiàn)象發(fā)生前最大化核芯層材料的含量。共射成型模塊能預(yù)測在多少核芯層材料充填比例時會發(fā)生吹穿現(xiàn)象，也能預(yù)測實際發(fā)生的位置。這些預(yù)測全都是根據(jù)加工條件的重要因素來計算，例如：射速與塑料性質(zhì)如黏性等。

注意：Moldex3D共射成型模塊只支持Solid網(wǎng)格模型。

1. 前處理

在共射成型制程中，雖然皮層材料與核芯層材料都被射入相同的模穴中，但他們共享同一個進澆口、螺桿及流道系統(tǒng)。其前處理階段的步驟與基本模塊相似：

步驟1：新項目建立

步驟2：設(shè)定分析系統(tǒng)并建立網(wǎng)格

步驟3：設(shè)定材料及成型參數(shù)

步驟4：執(zhí)行分析并觀測分析結(jié)果

以下將列出特定步驟的操作說明。

1. 建立新項目

第一步開啟Moldex3D Studio，選擇新增建立新項目，第二步按下確定。

 

在第三步，選擇共射出成型分析。

2. 準備分析

共射成型設(shè)定需指定皮層材料與核芯層材料，以及個別的加工條件。

(1)在材料標簽，從材料精靈中選擇皮層材料與核芯層材料。

 

(2)在加工精靈中的充填／保壓設(shè)定頁，輸入皮層材料完全充填模穴所要的充填時間，不需考慮預(yù)定的短射充填情形。亦可設(shè)定最大流率、流率多段設(shè)定及射壓多段設(shè)定。重復(fù)相同流程以設(shè)定核芯層材料的加工條件。

 

依照不同機臺偏好使用體積比例或充填時間，輸入核芯層材料注入時間。此芯層材料注入時間意為皮層／核芯層轉(zhuǎn)換點。在此注入時間后，停止射入皮層材料，并將核芯層材料注入進澆點。建議使用40%核芯層材料注入時間作為起始值。

注意：體積比例是根據(jù)模穴與流道的總體積進行計算，模穴中的實際皮層體積百分比將不會與此體積比例相同。

 

完成這些設(shè)定后即可進行分析。返回Moldex3D Project，點擊分析序列并選擇完整分析－CF/PCW，以執(zhí)行共射成型分析。

2. 后處理

除了一般結(jié)果之外，例如：流動型式與塑件翹曲，另有兩項結(jié)果對于了解共射成型制程也很重要。

共射出模塊分析和結(jié)果

完成分析后，Moldex3D Studio 提供強大的工具，更了解材料選取和皮層/核心層分布的成型條件。

Moldex3D 共射成型分析

 

基本功能與如下所列的傳統(tǒng)射出成型類似。

•充填／保壓：流動波前時間（皮層和核心層）、壓力、溫度分布、縫合線、包封等

•冷卻：冷卻溫度、時間等

•翹曲：體積收縮、翹曲、殘留應(yīng)力等

可透過「顯示設(shè)置工具欄」(Display Toolbar) 的功能，啟用分析結(jié)果等值線。同時可透過「動畫工具欄」(Animation Toolbar) 的功能，啟用流動波前動畫。此外，Moldex3D Studio 也可在結(jié)果窗口建立 XY 曲線的圖表。

共射出模塊條件還有明顯不同的功能：

•皮層和核心層流動波前時間

Moldex3D Studio樹狀目錄中選取流動波前時間

 

皮層充填流動波前時間（左）和核心層充填流動波前時間（右）

 

以上第一個圖顯示共射成型條件選取兩種不同的流動波前時間。比較檢視顯示皮層充填流動波前時間（左）和核心層充填流動波前時間（右）。

•皮層比例和厚度

Moldex3D Studio樹狀目錄中選取皮層比例

 

皮層比例（左）和皮層厚度（右）

 

上圖顯示與充填分析中皮層比例相關(guān)的等值線。可使用皮層分布結(jié)果預(yù)測零件的皮層厚度。

1. 表層／芯層材料分布

為評估皮層／核芯層材料分布，使用者可選擇充填分析中的皮層比結(jié)果與表皮厚度結(jié)果。皮層比是用皮層厚度除以全體塑件厚度在厚度方向做計算，所以不需要使用切割功能來觀看結(jié)果。根據(jù)下列皮層比結(jié)果圖所示，紅色表示100%皮層比，就是在那些區(qū)域中沒有核芯層材料的存在，主要是在充填未端。使用者可決定是否提升核芯層材料的充填速率，以讓核芯層材料朝著充填末端流動。

2. 吹穿瑕疵

核芯層材料的吹穿現(xiàn)象是常見的共射產(chǎn)品瑕疵，其產(chǎn)生的位置與時間可藉由模流分析協(xié)助來預(yù)測并減少發(fā)生率。核芯層材料的吹穿現(xiàn)象是由于噴泉流行為而產(chǎn)生，由于核芯層材料會沿著塑件中心流動，并在波前推擠皮層材料，如果皮層材料在達到充填結(jié)束前便已停滯，則核芯層材料將會穿透塑件表面。在分析執(zhí)行時可觀看下列訊息，同時也會被記錄在項目／分析文件夾中的*.lgf檔案內(nèi)，可作為對使用者的警告以注意當前的塑件設(shè)計與加工條件。

從皮層比結(jié)果來看，吹穿的核芯層材料完全充填剩余的模穴，并顯示0%皮層比。當吹穿現(xiàn)象發(fā)生時，使用者應(yīng)減少核芯層材料注入時間的體積充填比。

使用流動波前時間（皮層）結(jié)果來觀看更動態(tài)的核芯層材料吹穿顯示，用戶可清楚看見芯層材料露出的位置。

如果流動波前發(fā)展過程的顯示被默認的顏色所干擾，用戶可點擊動畫選項并勾選單色，以關(guān)掉流動波前的顏色顯示。