Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的保壓分析

保壓 (Pack)

保壓模型 是分析在射出成型中擠壓/保壓 (Packing/holding) 的過程。在保壓過程中,壓力和時間的關系圖示如下。

Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的保壓分析的圖1

射出成型中擠壓/保壓 (Packing/holding) 的過程

基本上,當熔融的塑料在模穴內固化的同時,施加擠壓壓力。塑料的密度補償了塑料從熔融狀態到固態的體積收縮行為 (Volumetric contraction behavior)。保壓壓力可以設定為等于原始射出填充壓力 (一次性射出壓力),或使用更大的壓力,通常最大可以高達射出壓力的 2 倍。在保壓過程中,母模由于完全充滿塑料,而具有高的背壓 (Back pressure)。此外,射出器螺桿在保壓階段只一點一點向前移動,塑料因此流動緩慢,這被稱為保壓流 (Packing flow)。

在保壓階段母模達到最高壓力,模具表面的因溫度降低而開始固化 (Solidification),保壓將繼續進行,直到澆口凝固。在保壓過程中母模已經充滿了塑料,因此壓力可以從澆口有效地傳遞,而靠近模具表面的塑料將首先冷卻并固化,使其首先發生體積收縮。然而,在澆口固化之前,塑料在保壓壓力的作用下,持續在厚度方向上填充塑料。此外,靠近冷卻水路的塑料,由于溫度較低,具有更高的粘度 (Viscosity) 和較高的流動阻力 (Flow resistance),使澆口涌入的熱熔塑料不容易穿入;因此,熔膠溫度在那些區域持續下降造成一個冷卻材料區 (Cool material zone),在此情況下,保壓壓力的傳送變得更加困難。

在高溫區,塑料具有低粘度和低流動阻力,使得熔融塑料容易補充收縮的體積,也使得這些區域保持較高的溫度。由于溫度差產生的差分流動阻力 (Differential flow resistance) 迫使保壓流動沿著明確的低阻抗路徑前進,壓力也同時經由此路徑傳遞到離澆口較遠的區域。保壓壓力必須足夠,以克服澆口阻力達到補償塑料收縮 (Shrinkage compensation) 的目的。

澆口區域周圍的粘度在保壓過程中逐漸增加,澆口也因固化而造成較強的阻力。此外,增加保壓壓力延長保壓時間會延后塑料的凝固時間,有利于增強壓力的傳遞和降低塑件的體積收縮率。然而過度的保壓壓力很可能會伴隨著模具粘黏 (Mold-sticking)、過多的殘留應力 (Residual stress)、毛邊 (Flash)、和溢料 (Bleeding) 問題。

相反的,不充分的保壓壓力會導致塑件產生較大收縮量和塑件空洞 (Empty holes) 等問題。有許多因素在保壓過程中影響塑件在射出成型的發展,如保壓時間 (Packing time),熔膠溫度 (Melt temperature),模具溫度 (Mold temperature),塑料材料的類型,流道 (Runner) 和澆口 (Gate)的設計等。僅用試誤法來提升產品最終的質量非常困難,而Moldex3D Pack保壓模塊是協助完成這項任務的強大工具。

1. 保壓功能導覽 (Pack Function Overview)

?Solid模型保壓分析的基本功能 (Basic Functions of Pack Analysis for Solid Model)

基本功能如下:

-能力: 解決保壓相關問題,例如:

?幫助用戶評估產品設計中的參數 (例如,塑件的厚度) 如何影響擠壓、保壓的性能、和翹曲行為。

?幫助使用者測量鎖模力 (Clamping force) 的要求作為標準來選擇機器尺寸或改造模具,從而優化整個過程。

?幫助用戶驗證流道系統的設計,以減少造成翹曲的可能性。

?幫助使用者作為問題排除的指引,找出翹曲和/或過度保壓的原因。

?幫助使用者檢驗合適的加工條件設置,如擠壓/保壓壓力,保壓時間,以及VP切換

?幫助使用者評估設計參數以進行設計修改或優化。

-分析結果(Result analysis): 分析結果可以藉由控制項目工作區(Project Workspace)、顯示設置工具欄(Display Toolbar)和動畫工具欄(Animation Toolbar)在展示窗口(Display Windows)上查看流域分布圖標,或是顯示XY圖( XY Curve)。

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