?  雙料共射成型模塊 (Bi-Injection)

雙料共射成型簡介

雙料共射成型是制造雙色／雙料塑件且不使用二次旋轉模成型法的革新性制程之一，兩種材料分別從不同澆口射入單一模穴中，不論結構簡單或復雜。除了減少成型周期之外，使用雙料共射成型的另一項主要的優點是由于高溫時分子間有較高的滲透力，所以在兩種材料的匯流處可有較佳的黏著性。雙料共射成型制程設計的挑戰是澆口位置與加工條件的選擇，因為熔膠的流動行為會影響兩種材料的材料界面。為了達成所要的材料界面，需要對流動有深入了解，而這也是Moldex3D能協助您達成最佳制程設計的著力點。

雙料共射成型制程中兩股熔膠（藍、黃）同時在模穴內流動

Moldex3D雙料共射成型模塊功能導覽

Moldex3D雙料共射成型模塊（BiIM）能仿真三維雙料共射成型制程，具有類似傳統射出成型模塊簡便的精靈功能，以協助用戶設定雙料共射成型的制程參數，并產生充填／保壓、冷卻及翹曲的分析結果。

注意：Moldex3D雙料共射成型模塊只支持Solid網格模型。

1. 前處理 (Pre-processing)

Moldex3D雙料共射成型模塊其前處理階段的步驟與基本模塊相似：

步驟1：建立新項目

步驟2：設定分析系統并建立網格

步驟3：設定材料及成型參數

步驟4：執行分析并觀測分析結果

以下將列出特定步驟的操作說明。

2. 準備分析

1. 建立新項目 (Create a New Project)

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，選擇雙料共射成型制程。

2. 設定分析系統并建立網格 (Setting Analyst System and Create the Solid Mesh)

在項目建立完后匯入幾何，也可以匯入在Moldex3D Mesh建立好的網格。

匯入完幾何后檢查幾何，幾何沒問題后設定幾何屬性。

依用戶需求建立流道與冷卻系統，也可以將繪制好的流道與冷卻系統匯入Moldex3D Studio，匯入后再確認屬性是否正確。雙料共射成型需要設定第二射的進澆口。由于兩種材料的射出需分開控制，因此在設定時需設定個別加工條件。

使用Moldex3D Studio網格功能建立所需網格，網格建立完成后執行最終檢查，即可進行分析設定。

3. 成型參數設定 (Process Condition Setting)

雙料共射成型需要指定兩種材料及其個別的加工條件。

在材料標簽，從材料精靈中選擇兩種材料。

在加工精靈中的充填／保壓設定頁，輸入每支材料完全充填模穴所要的充填時間。如果兩種材料有相同的流率如50/50比，充填時間將會相同。亦可指定最大流率與壓力多段設定。

完成這些設定后即可進行分析。返回Moldex3D Studio主接口，點擊分析序列并選擇 瞬時分析－Ct F P Ct W ，以執行雙料共射成型分析。

3. 后處理 (Post-processing)

成功的雙料共射成型控制設定將可讓界面落在外觀想要的位置，并使兩種材料的界面強度更佳。相關的分析結果將在下列敘述。

1. 兩種材料分布 (Two Material Distribution)

在充填／保壓分析中，可從澆口貢獻度的結果來觀看材料分布情形。流動波前動畫更可顯示動態的流動波前發展過程，包含可能產生嚴重產品瑕疵的遲滯與競流現象。控制材料界面的最簡單方法就是調整兩種材料的相對充填速率，提高其中一種材料的充填速率即可將界面推離該材料的澆口。操控熔膠流動的其他方法還有改變塑件幾何、澆口位置，甚至是材料選擇。Moldex3D流動波前分析提供最適合的工具來協助使用者變更制程設定，以在試模前便能取得想要的充填結果。

2. 界面強度 (Interfacial Strength)

材料界面強度主要取決于材料選擇及其接合質量，包含接合角與溫度。而材料兼容性信息大多由材料供貨商或機臺制造商所提供。另一方面，Moldex3D分析提供縫合角與溫度的分析結果，協助用戶評估縫合線的質量。在充填／保壓分析中，使用者皆可檢視縫合線會合角與縫合線溫度的分析結果。為求良好的縫合線強度，通常需要提高熔膠溫度。而縫合線角度大通常意味縫合線區域有更佳的分子滲透力，因此界面強度也會更高。

4. 參考數據

1. 制程特色 (Process Characteristics)

雙射成形（Bi-Injection），相較于共射，在機臺與模具設計上是最簡單的兩成分射出類型，兩個顏色材料從兩個不同的獨立澆口進入，兩者波前在模具中相交，而形成了不定型的界面。

使用雙射主要有兩個目的，一是藉由不同材質的組合來達成產品功能，二是藉由不同色彩/圖案的組合來傳達產品設計，例如汽車儀表板的雙色組合以區分儀表板上部或是正面，避免噴涂的二次加工。

2. 數學模型及其假設 (Mathematical Models and Assumptions)

當兩種塑料同時在模穴里移動，分別稱之為EM#1 及 EM#2，其皆為可壓縮的泛牛頓流體，波前表面張力忽略，因此三維瞬時非等溫下的統馭方程式為：

?質量守恒：

?動量守恒：

?能量守恒：

其中 ρ 是密度；u 是速度向量；t 是時間；τ 是應力張量；g 是重力向量；p 是壓力；η 是黏度；C_P 是比熱；T 是溫度；k 是熱傳導系數。

本構方程式：由于塑料被視為是泛牛頓流體，應力張量可表示為：

τ = -η (?u + ?u^T)

我們利用Cross 黏度模型加上Arrhenius溫度相關性來描述熔膠黏度。

其中

其中η 為剪切稀薄指數，η₀ 是零剪切速率黏度，τ^* 決定由低剪切牛頓區至高剪切非牛頓指數關系區。

波前追蹤：

體積分率 f_i 用來表示第一種熔膠(EM#1)／空氣(i=1) 以及第二種熔膠(EM#2)／空氣(i=2) 間的界面。當 f = 0為未填滿，當 f = 1 為完全填滿，接口波前在流動末端 f 在0與1之間的元素上。波前發展依據以下質傳方程式：

在熔膠充填階段，速度與溫度由熔膠入口處決定。于射出過程，流率由熔膠入口處決定。在模壁上，熔膠邊界層不滑動，模溫預設為定值。