Moldex3D模流分析之Compression Molding

壓縮成型簡介

壓縮成型制程是將成型塑料(稱為預填料或模塑料)壓入預熱的模具中,經過高溫與高壓作用直到塑料硬化,形成模穴的形狀。此制程可大量生產且成本低廉,適合用于幾何復雜、高強度及高耐沖擊性的塑件。通常在壓縮成型制程中使用的材料為含短纖維和顆粒填充物的熱固性樹脂,但也可使用某些熱塑性材料。盡管壓縮成型是制造塑件的原始制程之一,但仍有一些特性與現象尚未被深入了解,現今藉由高效能計算資源的協助,使用者可利用Moldex3D壓縮成型模塊深入剖析此制程。

Moldex3D壓縮成型模塊功能導覽

Moldex3D壓縮成型模塊(CM)能仿真三維壓縮成型制程。使用Moldex3D壓縮成型模塊,用戶能在 Moldex3D Mesh 中設定壓縮區、壓縮面及壓縮方向,將其前處理檔案匯入至Moldex3D Studio中,接著指定塑料并使用便利的精靈功能來設定加工參數。Moldex3D壓縮成型模塊也提供多項分析結果與工具,以協助使用者分析與改善制程生產。

注意:

1.Moldex3D壓縮成型模塊支持Solid與eDesign網格模型。壓縮區的網格應由壓縮面拉出,且需要質量相當良好的實體網格。

2.Moldex3D Studio支持建立Solid與eDesign網格;Moldex3D Mesh支持建立Solid的網格。

1. 前處理 (Pre-processing)

Moldex3D壓縮成型模塊支持Solid項目 (但是可以使用eDesign作前處理)。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:產生網格模型

步驟3:建立新組別

步驟4:執行分析

以下將列出特定步驟的操作說明。

壓縮區設定是前處理階段中最重要的步驟,下述將針對Moldex3D Mesh與Studio中分別的設定步驟作特別介紹。

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。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖1

第三步,選擇壓縮成型

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖2

l 準備分析 (Prepare Analysis)

流程設定 (Process Setting)

?建立新組別

在加工精靈中,切換至壓縮標簽,并設定壓縮成型制程的加工參數。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖3

在壓縮設定頁中,六項主要設定包含壓縮時間、最大壓縮速率、壓縮速率多段設定、最大壓縮力及壓縮力多段設定。請看下列詳細范例。

?壓縮時間:模具依壓縮區從上到下被壓縮時所經過的時間。

?壓縮速率多段設定:設定最大壓縮速率(mm/sec)。壓縮速率(mm/sec或%)可如圖依壓縮時間或壓縮距離作多段設定。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖4

?壓縮力多段設定:如下圖所示,輸入最大壓縮力(tf),并在壓縮力的對話框中設定壓縮力多段設定的功能。在模擬分析時,若壓縮力大于最大壓縮力,則程序將從速度控制變更為壓力控制。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖5

計算參數 (Computation Parameter)

在計算參數的充填/保壓標簽下,點擊粒子追蹤,可以了解在成型過程中粒子的分布情形,得以評估充填的情形是否會造成遲滯現象或焦燒等問題。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖6

完成設定后即可進行分析。返回Moldex3D Studio,點擊分析序列并選擇充填分析-F,執行壓縮成型分析。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖7

2. 后處理 (Post-processing)

檢視壓縮成型模塊分析結果的簡單方法就是使用流域分布圖示。

1. 從Studio工作區中選擇適合的項目:

?在樹狀目錄中展開所要的組別

?在樹狀目錄中展開分析結果

?選擇結果項目,如流動波前時間、壓力或溫度等

2. 在顯示工具欄中點擊圖標,以顯示或隱藏所要的模型特征或組件。范例如下所示:

l 檢視充填階段的粒子追蹤 (Particle Tracer Distribution in Filling Stage)

為檢視充填階段的粒子追蹤分布,在Studio樹狀目錄中選擇 組別 > 結果 > 充填分析 >粒子追蹤。可以觀察粒子從進澆口開始在流動長度、總速度、壓力及溫度的分布情形,檢視熔膠充填行為。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖8

l 檢視充填階段時依預填料ID的粒子追蹤分布 (Particle Tracer Distribution by Charge ID in Filling Stage)

為檢視當預填料多于一項時的熔膠充填行為,在Studio樹狀目錄中選擇組別 > 分析結果 > 充填分析 > 粒子追蹤 > 預填料ID。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖9

l 檢視壓縮后保壓階段的特性 (Properties in Compression Stage)

注意:在壓縮成型分析中,保壓結果將不會獨立在分析結果的樹狀目錄內,而是與充填結果合并。如要觀看其結果,選擇壓縮切換之后的時間輸出。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖10

選擇組別 > 分析結果 > 充填分析 > 壓力與密度,以顯示充填結束時壓力與溫度的分布。其翹曲應較傳統射出成型小。

Moldex3D模流分析之Compression Molding的圖11
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