CAE模流分析101招 -第 41 招、澆口位置設計與尺寸大小對于充填與保壓的影響

▎Moldex3D/林秀春 協理

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【內容說明】

3C 產品常因外觀要求，使澆口設計往往被安排在不重要的位置上，如牛角澆口、潛伏式澆口等設計，且為了好拔除而將澆口尺寸設計到低于 1mm 以下，所以充填時容易使剪切速度過大且澆口壓力降也大，當塑件在保壓階段的保壓效果不佳時，便容易造成收縮不均，所以產品質量的好壞，主要取決于保壓傳遞效果，也就是塑料補償收縮的程度。當塑料溫度不斷下降，造成熱塑料不易補入，若澆口尺寸太小，澆口提早封口，則會使產品出現凹痕尺寸不穩定的情形。

圖1：多材質多色注塑的手機外殼

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圖2：埋入鐵件的手機外殼

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圖3：埋入鐵件的手機外殼

圖 1~3：圖中案例為典型流道與澆口設計方式。

 

圖 4：在澆口位置的感測節點，透過溫度隨時間下降的情況，可以判斷出每支位置的有效保壓時間。

 

圖 5：將四支潛伏式澆口位置比對圖 4 中溫度下降情況，便能知道哪支澆口提早固化。

 

圖 6：雖然都是潛伏式澆口，但是截面不同，溫度、冷卻也不同，D 的設計顯示截面大、保壓較佳，且不易固化。

產品的模具剖面溫度顯示，有高溫積熱的區域。

 

圖 7：充填階段感測點放在各區的位置。

 

充填階段 (filling stage)：

充填階段即是塑料在設定射壓作用下由螺桿計量區經噴嘴、豎澆道 (sprue)、流道 (runner)、澆口 (gate) 填入模穴的過程（圖 8）。

圖 8：感測點位置的壓力傳遞分布

tf-tf1：流量控制 (flow control) 階段。塑塑料開始充填空模穴，流量保持固定，模穴壓力緩慢上升。
tf1-tp：壓力控制 (pressure control) 階段。壓實塑料熔膠 (melt) 過程，模穴壓力迅速增加，塑料流量開始降低。填模壓力傳遞至模穴最末端。

 

保壓階段 (Packing stage)

保壓是充填的延續，因此有效的保壓狀況取決于澆口固化時間，若流道澆口設計尺寸太小，則塑料溫度下降快速，容易使澆口提早固化。流率下降快速導致停止進料，當澆口固化后，則透過傳統上的增加時間、增加壓力等方法都不會有效果?！?/p>