Moldex3D模流分析之熔融高分子黏度
在射出成型的過程中,將塑料填入模穴中是首要的關鍵步驟。基本上,這是一個與流動波前有關的三維瞬時問題,非牛頓流體流動及許多參數如熱傳導的問題都牽涉于其中。一般來說,若是設計未臻完美或是用了不適當的材料或制程條件,都造成產品經充填的過程中出現許多缺陷。

充填程序之示意圖
正常來說,充填過程中的熔膠都傾向往有最小阻力的區域前進。若熔融的高分子在模穴中某個區域行進的特別快,就表示此處對熔膠有著較低的阻力。

充填過程中的流動行為
熔融高分子的黏度在充填的過程中是一項非常重要的特征,高黏度代表對流動有強烈的排拒性。黏度可視為流動阻力的指標。再者,因為塑件溫度、熱傳輸速率、剪應變速率及厚度等因素都會影響黏度;故為了更佳的充填效果,這些因素都應該謹慎考慮,其中厚度因素是最關鍵的因素之ㄧ。模穴內較厚的部分有較小的阻力所以熔膠較易流動,同時,由于熱塑性材料的熱傳導系數很小,故其較厚部分較不容易將熱移除,且在較厚的部份,熔膠可藉由較低的充填阻力輕松彌補能量的漏失。因此,較厚部分通常是模穴內較熱的區域。反之,模穴內較薄的部分就有著較高的充填阻力而充填的流動也就相對的困難。

充填階段之充填行為以及相關的特征隨厚度變化情形
通常充填階段所面臨的主要議題如下:
?是否會因充填不完全而導致短射的問題?
?有沒有任何遲滯的現象?
?縫合線及包封在哪里以及其影響情形如何?
?單模穴或是多模穴系統內充填與流動平衡如何掌控?
?充填過程中的溫度變化及其分布情形?
?進澆點的壓力大小及其所對應的鎖模力如何?
而藉由流動波前可以探查的充填問題如下:
?了解充填與包壓時的流動行為
?檢查是否有不完全充填(短射)的問題
?檢查是否存在流動不平衡
?偵測縫合線與包封的潛在位置
?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡
?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成

充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統
利用充填分析來研究充填過程,可幫助我們了解自流道到模穴的充填問題,更可以幫助我們將材料、幾何上的設計及制程條件等因素聯系在一起來研究這個過程。這也提供了我們應用科學化方式了解這些問題、它是如何發生、會發生于何處。 有了這些結果,我們可以更專注于制程的條件、材料的選擇或原產品設計的修正上,并找出解決之道。
?Pm: 為射出螺桿之計量區壓力分布設定。
?Pn: 為射出噴嘴口的壓力分布設定,會隨模穴壓力變化而改變。
?Pg: 此為流道盡頭之進澆點壓力分布,即模穴入口的壓力。通常模穴壓力變化將落后于設定壓力值,主要因壓力傳遞及摩擦損耗所造成。
?Pc: 模穴末端的壓力。模穴內壓力會小于進澆點壓力,主管因模穴內壓力損耗所造成。
在充填過程中,高分子材料會在預設的壓力下經由噴嘴口進入螺桿、進澆點、流道、閥門等等而被填入模穴中。一般而言,充填過程可以分為以下兩個階段:
1.tf to tf1: 充填控制階段,此時塑料開始填入模穴,并維持穩定的流速,模穴壓力會逐漸地上升。
2.tf1 to tp: 壓力控制階段,熔融高分子固化的過程中,模穴壓力會迅速的上升且充填開始縮小其可充填體積,接著模內壓力被轉移至模穴末端。

射出充填中壓力變化的紀錄
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















