共射成型模塊 (Co-Injection)

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，包括軟質皮層／硬質核芯層材料、純料皮層／回收料核芯層以及純塑料皮層／強化核芯層材料，被廣泛應用于日用品、汽機車及結構應用。使用共射成型的主要優點為節省成本、廢物利用及產品效能提升。

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生固化層；同時，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區域，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覽

Moldex3D共射成型模塊提供強力的建模解決方案，以預估模穴中材料的空間分布。這對于結構應用非常重要，因為產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，因此對于軟質皮層／硬質核芯層材料的應用也很重要。共射成型的另一項重要層面，則在于吹穿現象發生前最大化核芯層材料的含量。共射成型模塊能預測在多少核芯層材料充填比例時會發生吹穿現象，也能預測實際發生的位置。這些預測全都是根據加工條件的重要因素來計算，例如：射速與塑料性質如黏性等。

注意：Moldex3D共射成型模塊只支持Solid網格模型。

1. 前處理 (Pre-processing)

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。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。

l 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，選擇共射出成型分析。

l 準備分析 (Prepare Analysis)

共射成型設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，不需考慮預定的短射充填情形。亦可設定最大流率、流率多段設定及射壓多段設定。重復相同流程以設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。

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

2. 后處理 (Post-processing)

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

共射出模塊分析和結果

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、殘留應力等

可透過「顯示設置工具欄」(Display Toolbar) 的功能，啟用分析結果等值線。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的等值線。可使用皮層分布結果預測零件的皮層厚度。

l 表層／芯層材料分布 (Skin & Core Distribution)

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果與表皮厚度結果。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果。根據下列皮層比結果圖所示，紅色表示100%皮層比，就是在那些區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。

l 吹穿瑕疵 (Breakthrough Defect)

核芯層材料的吹穿現象是常見的共射產品瑕疵，其產生的位置與時間可藉由模流分析協助來預測并減少發生率。核芯層材料的吹穿現象是由于噴泉流行為而產生，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束前便已停滯，則核芯層材料將會穿透塑件表面。在分析執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，可作為對使用者的警告以注意當前的塑件設計與加工條件。

從皮層比結果來看，吹穿的核芯層材料完全充填剩余的模穴，并顯示0%皮層比。當吹穿現象發生時，使用者應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）結果來觀看更動態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，以關掉流動波前的顏色顯示。