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登錄發泡的案例
從發泡射出探討塑膠材料輕量化之流動、發泡特性及結構強度之變化
■ 逢甲大學 / 彭信舒 副教授 & 黃柏維 博士
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.079)
前言
塑膠發泡成型方式可透過熱壓成型、擠出成型和射出成型等方法來進行塑膠發泡產品成型。其中,「塑膠發泡射出」是一種一次性成型方法,具備高生產效率以及穩定產品質量之優點且適用于形狀復雜、尺寸要求嚴格的發泡塑膠制品;除此之外,也是目前業界用以生產結構發泡產品的主要方法之一。在輕量化和環保目標意識的推動下,企業除了選擇替代材料或采用新技術實現輕量化目標外,還必須考慮材料對環境的不利影響。有鑒于物理發泡技術日趨成熟,通過調整工藝參數可以達到理想的效果,有機會取代化學發泡工藝。因此,「塑膠發泡射出成型」已成為備受關注的重要應用技術。
近年來,有許多關于具氣泡結構之塑膠發泡射出成型研究論文與技術報告出現,其目的是利用各種發泡方式,使溶入氣體之熔融塑膠在射出充填過程中,透過氣泡成長,使原料的用量或產品的重量達到原料減量與輕量化之產品設計,并且在產品頂出后能得到較佳之產品質量(包含:改善翹曲變形、改善收縮與凹陷……等缺陷),同時達到縮短成型周期、降低生產成本、提高生產率之目標。為了提高以及加速塑膠發泡射出成型技術產業化應用,氣泡大小、氣泡分布、氣泡密度等相關特性掌握,已成為業者在產品開發階段必須考量的重要因子。
展開 發泡材之充填不平衡現象與發泡材于廢水中重金屬的吸附應用
圖2:模擬實驗結果
聚碳酸酯的未發泡和發泡的流動長度如圖3所示,從圖中可以發現聚碳酸酯的流動差異更大,因其流動性不好。
圖3:聚碳酸酯未發泡和發泡的流動長度
發泡材之應用案例
于廢水中重金屬吸附之應用
作者曾于幾年前和中原大學化學系蔡宗燕老師執行科技部和南非的雙邊合作計劃,探討高分子發泡復材用于廢水中重金屬的吸附研究,在未與南非合作之前,不太了解南非的生態,到了之后,才了解南非因有很多的礦產,挖出來的礦產都是用水來洗滌,故導致水源受到污染。
工業廢水中的重金屬如鉛、鎘、染料、人為的丟棄廢棄物等。重金屬的定義是原子量高于鈉且比重高于5。污染水純化的技術有離子交換、薄膜過濾、光催化、臭氧化、凝聚、絮凝、吸附等。
其中成本最便宜的是用吸附方式,再把吸附物收集起來,根據不同的污染物,有不同的吸附物,土壤中蚯蚓是天然的吸附土壤污染最佳例子。一般的吸附物有殼聚醣、奈米蒙脫土、PCL、環糊精、石墨烯、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。而塑料發泡也可用于廢水中重金屬的吸附。一般來說,發泡材會比沒發泡的材料對廢水中的重金屬吸附能力還好。氣泡的孔洞可以吸附廢水中的重金屬,氣泡孔洞愈大愈利于重金屬的吸附。
以PEEK作為發泡材之應用
最近有業界朋友提起,想用PEEK來做地熱發電的渦輪葉片,PEEK可耐高溫,熔點接近400度,已經是射出機的極限了,塑料發泡可用于風的葉片解決葉片重量不平均的問題。
展開 深入了解橡塑行業發泡劑
盡管物理發泡劑價格低廉,但是需要專用的發泡設備,因此會增加該種發泡方法的成本。
Moldex3D模流分析之發泡參數設定
化學發泡成型概論
化學發泡成型(Chemical Foaming Molding, CFM)是藉由化學反應產生氣體而達成填滿模穴的成型工藝,聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型為化學發泡成型中最常見的一種。聚氨酯發泡體根據其機械性質可區分為硬質及軟質發泡體兩大類,硬質發泡體為施加載重后會破壞而不能回復者,軟質發泡體則為去除載重后會回復原形,并具可撓性與高彈性。聚氨酯發泡體可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅,冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層,制鞋工業如鞋底,與醫療工業如病床床墊、手模等等。聚氨酯樹脂為主要為由含有OH基團的聚酯或聚醚類等多元醇(Polyol)與異氰酸酯 (Isocyanate) 反應而成,藉由此反應可使分子成長,并形成交聯的網狀結構。若原料加入水作為發泡劑,異氰酸酯則與水反應產生CO2并形成多孔隙之聚氨酯發泡體。藉由原料成分或比例配方的改變,可制造出具有不同密度的硬質或軟質聚氨酯發泡體。
聚氨酯發泡成型的基本制程為,將多元醇、異氰酸酯,與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿,接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體,聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高,進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中,直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少,同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快,就會造成短射。但如果注入的原料過多,雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
發泡參數設定
在發泡參數設定頁應詳細輸入發泡設定的信息。
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Moldex3D模流分析之轉注成型的化學發泡
化學發泡成型概論
化學發泡成型(Chemical Foaming Molding, CFM)是藉由化學反應產生氣體而達成填滿模穴的成型工藝,聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型為化學發泡成型中最常見的一種。聚氨酯發泡體根據其機械性質可區分為硬質及軟質發泡體兩大類,硬質發泡體為施加載重后會破壞而不能回復者,軟質發泡體則為去除載重后會回復原形,并具可撓性與高彈性。聚氨酯發泡體可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅,冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層,制鞋工業如鞋底,與醫療工業如病床床墊、手模等等。聚氨酯樹脂為主要為由含有OH基團的聚酯或聚醚類等多元醇(Polyol)與異氰酸酯 (Isocyanate) 反應而成,藉由此反應可使分子成長,并形成交聯的網狀結構。若原料加入水作為發泡劑,異氰酸酯則與水反應產生CO2并形成多孔隙之聚氨酯發泡體。藉由原料成分或比例配方的改變,可制造出具有不同密度的硬質或軟質聚氨酯發泡體。
聚氨酯發泡成型的基本制程為,將多元醇、異氰酸酯,與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿,接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體,聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高,進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中,直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少,同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快,就會造成短射。但如果注入的原料過多,雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
展開 Moldex3D模流分析之化學發泡成型模塊概論與建構
化學發泡成型概論
化學發泡成型(Chemical Foaming Molding, CFM)是藉由化學反應產生氣體而達成填滿模穴的成型工藝,聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型為化學發泡成型中最常見的一種。聚氨酯發泡體根據其機械性質可區分為硬質及軟質發泡體兩大類,硬質發泡體為施加載重后會破壞而不能回復者,軟質發泡體則為去除載重后會回復原形,并具可撓性與高彈性。聚氨酯發泡體可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅,冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層,制鞋工業如鞋底,與醫療工業如病床床墊、手模等等。聚氨酯樹脂為主要為由含有OH基團的聚酯或聚醚類等多元醇(Polyol)與異氰酸酯 (Isocyanate) 反應而成,藉由此反應可使分子成長,并形成交聯的網狀結構。若原料加入水作為發泡劑,異氰酸酯則與水反應產生CO2并形成多孔隙之聚氨酯發泡體。藉由原料成分或比例配方的改變,可制造出具有不同密度的硬質或軟質聚氨酯發泡體。
聚氨酯發泡成型的基本制程為,將多元醇、異氰酸酯,與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿,接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體,聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高,進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中,直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少,同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快,就會造成短射。但如果注入的原料過多,雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
展開 熱塑性彈性體TPE發泡原理及應用
熱塑性彈性體TPE/TPR做成發泡效果往往可以大幅度的降低材料密度,降低成本,而且日常一些減震或者吸水保溫等材料也會用到發泡的性能,發泡劑大家應該都知道分為物理發泡劑和化學發泡劑,今天主要說說發泡原理及影響因素等。
做發泡就像蒸饅頭酵母發面一樣,是發泡劑分解所釋放的氣體,被膠料包圍形成的炮孔,使膠料膨脹形成海綿。
決定發泡的主要影響因素如下:
1、發泡劑的發氣量和分解速度
這個有些類似酵母菌的好壞和活性,一般分解溫度低的發泡劑分解速度快,同一種發泡劑,粒徑小的、加工溫度高的發泡速度高。一般發氣量大的分解速度快的,形成的泡孔大,容易形成開孔效果。
2、發泡助劑的影響
分解溫度高于TPE/TPR加工溫度的發泡劑正常生產是無法發泡的,需要添加一些助劑來降低分解溫度ZnO及其他鋅鹽效果最好。
3、膠料粘度影響
粘度影響氣體在膠料擴散速度。粘度太低,氣體擴散太快,容易溢出,不容易產生氣泡。如果粘度太高,就限制了氣體膨脹,內壓大孔徑小。要是做開孔效果可以粘度小些,閉孔效果可以大些。
常見的熱塑性彈性體TPE/TPR發泡如拖鞋鞋底TPE/TPR發泡,酒瓶塞TPE/TPR發泡等等,近年來一些減震墊,防滑墊,密封條TPE/TPR產品也開始朝著發泡方向考慮。根據產品要求,發泡倍率(發泡效果)不同,有高發泡和微發泡之分。
TPE/TPR進行發泡處理,主要依據其功能特性之考慮。
展開 關于低發泡塑料注射成型技術的幾個問題
不同的低發泡塑料對模具溫度有不同要求,聚烯烴低發泡注射的塑件表面質量與模溫關系不大,而聚苯乙烯和ABS等低發泡注射成型的塑件表面質量受模溫影響較大。一般情況下,聚烯烴低發泡注射成型模溫可在30~40℃內選擇,聚苯乙烯和ABS低發泡注射成型模溫可在30~65℃內選擇。
低發泡注射成型壓力怎樣?
注射壓力對氣泡的形成、大小、分布等均有影響。注射壓力不大時,塑料熔體在澆注系統中流動時就有可能發泡,充模后成型的塑件內氣泡直徑大且不均勻;在較大的注射壓力作用時,熔體在澆注系統內不大可能發泡,所以充模后成型的塑件內氣泡直徑較小而分布也較均勻;
如果注射壓力過大,有可能大幅度影響發泡氣體的擴散,并最終影響發泡率。注射速度與注射壓力相輔相成,在低發泡注射成型中,一般都要求使用較大的注射速度以防止塑料熔體在澆注系統提前發泡。
在低壓發泡注射成型中,熔體充滿型腔后也需要一定的保壓作用,熔體在保壓作用下將會不斷地發生癟泡現象。
低發泡注射成型注射時間和冷卻定型時間怎樣?
低發泡注射成型中的注射時間概念與普通注射成型中的注射時間概念相同,一般為10s~20s,小的塑件最短甚至可取≤3s。
低發泡注射成型的冷卻定型時間較長,這是因為塑件外層組織結構緊密,內部為疏松泡孔,熱傳導性很差。如果冷卻定型時間不足而過早脫模,雖然表面已固化,但發泡劑仍有可能繼續在內部發生作用,這將會導致塑料制件變形,尺寸超差,因此,正確地選擇和控制冷卻定型的時間,是保證低發泡注射成型塑件質量的重要因素之一。
展開 Moldex3D模流分析之PU化學發泡成型
化學發泡成型(Chemical Foaming Molding, CFM)是一種藉由化學反應產生氣體而填滿模穴的成型工藝;聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型則為化學發泡成型中常見的一種。聚氨酯發泡體具可撓性與高彈性,可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅;冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層,制鞋工業如鞋底,以及醫療工業如病床床墊、手模等等。
聚氨酯發泡制程中的挑戰是短射現象。如果注入的原料過少,加上發泡量不足或固化速率過快,就會造成短射;但注入的原料過多,雖能充飽模穴,但后續的發泡行為就會產生大量廢料。
Moldex3D PU化學發泡模塊目前支持的聚氨酯發泡制程,透過CAE模擬考慮熔膠在模腔中的固化動力學 (Curing Kinetics)和發泡動力學(Foaming Kinetic)計算。透過聚氨酯發泡模擬分析,使用者能更準確地預測充填和發泡階段的動態行為,并且優化注塑條件與原料注入,改善產品設計。
在Moldex3D的發泡參數設定中,可以控制由熔膠與產生的氣體混合的總澆鑄之體積百分比、射出體積、射出量,決定射出的熔膠量。同時在進階設定中可控制發泡計算的結束時間,以及在分析結果中,使用者可選擇觀看特定的結果,例如:流動波前時間、密度、溫度、轉化率、發泡轉化率、氣泡尺寸大小、氣泡數目與密度,翹曲變形等。
此外有幾項重要因素也會影響發泡結果顯示的行為,包括重力、逃氣設定、不同水(發泡劑濃度)比率、是否使用發泡旋轉成型等。在重力作用下,低黏度PU發泡將會沿著模腔底部流動(圖一);逃氣位置部分,逃氣間隙可排出空氣并使熔體流動暢通無阻,沒有排氣的區域則會產生壓縮空氣,提高熔膠流動阻力(圖二);另外,水為主要的發泡劑,水的比率越高則發泡越快速,可縮短填充時間(圖三)。
展開 想要學習低壓結構發泡注射成型(ME法),收藏這篇文章就夠了!
結構發泡注塑成型是比較新穎的注塑技術,已經發展了很多種結構發泡的注塑成型方法。如:單組分法,雙組分法;低壓法,中壓法,高壓法;還有以許多公司進行研究和試驗而命名的方法,如:BASF法、GE法等等。
結構發泡能制成壁厚在5mm以上或壁厚突變的制品,其制品是一種具有致密的連體發泡材料,其單位重量的強度和剛度比同種未發泡的材料高3~4倍,結構發泡制品不僅抗彎曲剛性高,可減少加強筋,消除壁厚產生的縮痕,而且制品的內部應力集中小,使用過程中不易產生大的變形,還具有機械加工性能好的特點。
這里著重介紹低壓結構發泡成型。
低壓結構發泡注塑又稱ME法,低壓結構發泡注塑方法通常采用化學發泡劑偶氮二甲酰胺或其它化學發泡劑。
結構發泡工藝的優點:
1、 普通注射成型中固有的縮痕問題在結構發泡成型中不存在,因為結構發泡壓實了所有表面;
2、 壁厚截面給予整體結構更好的剛性;
3、 低的注塑壓力使操作者可以同時在一臺機器上使用多套模具,這就使運轉周期被幾個零件平分,降低了成型費用 。
4、 節省材料
結構發泡工藝的缺點:
1、 常情況下,結構發泡最小壁厚為5mm,這樣即使降低密度,成型零件的質量也較大;
2、 成型周期長達3~6min;
3、 對于外觀要求高的地方,漩紋和不一致的表面光潔度需要進行整容加工;
4、 采用結構發泡工藝的低壓注射很難充滿精密結構的細小區域。
低壓結構發泡注塑機的特點:
1、 模板面積大,合模力比普通機低;
2、 注射裝置裝有止逆閥,因此可以使計量和發泡率穩定。
展開 Moldex3D模流分析之化學發泡 (CFM) (Chemical Foaming Molding(CFM) Module)
化學發泡成型概論
化學發泡成型(Chemical Foaming Molding, CFM)是藉由化學反應產生氣體而達成填滿模穴的成型工藝,聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型為化學發泡成型中最常見的一種。聚氨酯發泡體根據其機械性質可區分為硬質及軟質發泡體兩大類,硬質發泡體為施加載重后會破壞而不能回復者,軟質發泡體則為去除載重后會回復原形,并具可撓性與高彈性。聚氨酯發泡體可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅,冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層,制鞋工業如鞋底,與醫療工業如病床床墊、手模等等。聚氨酯樹脂為主要為由含有OH基團的聚酯或聚醚類等多元醇(Polyol)與異氰酸酯 (Isocyanate) 反應而成,藉由此反應可使分子成長,并形成交聯的網狀結構。若原料加入水作為發泡劑,異氰酸酯則與水反應產生CO2并形成多孔隙之聚氨酯發泡體。藉由原料成分或比例配方的改變,可制造出具有不同密度的硬質或軟質聚氨酯發泡體。
聚氨酯發泡成型的基本制程為,將多元醇、異氰酸酯,與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿,接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體,聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高,進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中,直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少,同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快,就會造成短射。但如果注入的原料過多,雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
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Moldex3D模流分析之膨脹、FIM發泡設定頁簽
如果選擇化學發泡劑 (CBA) (Chemical blowing agent (CBA)) ,則下方會需要分別指定CBA劑量總數、反應產生總氣體量與主要氣體(N2/CO2)含量,而Moldex3D會以完全發泡(理想假設)來計算初始的氣泡濃度。
?進階設定 (Advanced Setting)
點擊進階設定進入發泡成型持續時間 (Foaming duration) 設定窗口。從窗口中,選擇發泡時間持續直到EOC、自動設定 (Auto-set) 或自定義 (Custom-determined)。發泡時間持續到冷卻階段結束是理論最大需要的發泡分析時間,而自動決定的發泡時間則會持續到塑件全體低于固化溫度。大致上,越長的發泡持續時間會有更準確的結果但是更久的計算。
展開 Moldex3D仿真分析之聚氨酯發泡產品的抵抗腐蝕性、隔熱和吸音效果
為什么使用化學發泡分析?
化學發泡成型是模穴先透過熔膠做部分填充,再由化學發泡反應所產生的氣體導致材料膨脹使得模穴完全填充。聚氨酯(PU)發泡成型是化學發泡成型中常見的成型方式。一般PU發泡的產品可分為兩類:剛性發泡和軟性發泡。 剛性發泡產品變型后無法復元;但軟性發泡產品在施力產生變形后,可以恢復到原始狀態。聚氨酯發泡產品的優點是可以讓產品本身減輕重量,節省材料成本,并且增加使用舒適性,具有抵抗腐蝕性、隔熱和吸音的效果。
挑戰
? 成形條件難以掌控(熱力分析中的不穩定狀態難以控制)
? 未知的發泡過程(對于溫度與壓力變化的不確定)
? 期望發展可靠的CAE技術
Moldex3D 解決方案
? 透過發泡動力學分析不同產品所經歷的化學發泡過程
? 支持發泡旋轉成型
? 模擬成型過程中的充填行為并預測最后的產品重量
? 估算氣泡大小、數目、密度分布等結果,評估產品減重比率
? 透過重力和逃氣位置分析可優化澆口位置
? 可視化發泡動力所影響的密度變化
? 可評估發泡轉化率與熔膠轉化率的影響
發泡轉化率 轉化率
應用產業
? 汽車工業(儀表板,方向盤,座椅)
? 制冷工業(冰箱保溫層,保溫夾層)
? 制鞋工業(鞋底)
? 醫療工業
展開 高性能螺桿針對化學發泡及長玻纖材料的加工解決方案
■ KraussMaffei / 劉濤 技術經理
前言
自1925 年開發出首臺手搖式射出機開始,克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 一直致力于針對塑料材料的加工成型與技術開發;隨著塑料材料性能的提升以及結合諸多的創新技術,塑料的應用已經不局限于常規認知范圍內;包括將發泡成型技術結合長玻纖材料的應用,在減重的同時極大的提高了塑料產品的適用范圍,甚至突破了原本屬于其它材料范疇的應用場景。當然,材料性能的提高以及創新技術的應用需要射出系統最強大的核心作為支持;克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 高性能螺桿HPS-AT 針對化學發泡技術及特殊的長玻纖材料應用,在保證化學發泡技術效果的同時,玻纖完成分散并使得玻纖長度得到最大限度的保留。
長玻纖增強聚丙烯材料結合發泡技術的應用
化學發泡技術結合長玻纖材料應用
將發泡技術引入到塑料注射成型過程中,早在上個世紀六七十年代便有類似嘗試;發展至今,從化學發泡劑到專用原材料的開發及應用,從失重計量與混合喂料系統,再到注射成型設備及開創性的加工技術;汽車行業正以更嚴苛的視角重新審視發泡技術的應用。這里化學發泡劑以母粒形式混合使用,主流化學發泡劑包含小蘇打(sodium bicarbonate) 與檸檬酸(citric acid) 等組份,商業產品以Clariant Hydrocerol? 系列為代表??紤]到此類發泡劑的正常工作溫度范圍,其多與聚烯烴類材料共同使用,如汽車行業中多為聚丙烯。化學發泡劑在塑化加工過程中分解出氣體,并通過背壓等工藝控制將產生出的氣體溶解到塑料熔體中并形成單相熔體,以備后續注射成型。在化學發泡的工藝控制過程中,是否能將有限的發泡劑(2%-4%) 釋放出的氣體與塑料熔體混合均勻并使之溶解其中將直接影響產品泡孔結構及發泡均勻性。
展開 Moldex3D模流分析之發泡射出成型前處理與分析過程
發泡射出成型簡介 (FIM)
自1980年代早期由麻省理工學院(MIT)的Dr. Nam Suh與協力者發明發泡批次加工技術后,發泡技術便大量應用于發泡制程中。而發泡技術在往復螺桿式射出成型機臺的應用,則在1998年由Trexel與Engel創建。
關于此技術,有四項步驟:
(1)氣體溶解(Gas dissolution)- 超臨界流體(Supercritical fluid, SCF)射入料管,在高壓下與熔膠形成單相熔體。
(2)成核(Nucleation)- 當熔膠通過噴嘴射入模穴內時,因急速的壓力降而形成大量的成核點。
(3)氣泡成長(Cell growth)- 氣泡成長與合并發生在成型階段時。
(4)成形(Shaping)- 最終塑件會在模具內固化而成形。
下圖簡述了發泡技術的基礎概念。在整體塑件中,如何控制熱力學不穩定的狀態(透過溫度與壓力變化)以得到良好且均勻的微細氣泡是相當重要的議題。
注意:MuCell?是Trexel, Inc. 的注冊商標。
Moldex3D發泡射出成型模塊功能導覽
Moldex3D發泡射出成型模塊能協助產品設計師仿真微細發泡射出成型制程,同時,能模擬熔膠在射出過程中充填模穴時氣泡成核與成長的行為。該模塊提供了氣泡數量密度分布及氣泡尺寸分布等分析結果,透過模擬此項復雜的制程,使用者能更有效率得到最佳加工參數,并預防設計時間時的制程困難。
Moldex3D也提供抽芯(或稱可膨脹模具或機構式模具)的特殊發泡射出成型技術的模擬。抽芯技術與射出壓縮成型相反,在射出成型過程中,取代在壓縮之前部分充填模穴,抽芯技術在公模側被推回之前會100%充填模穴。
注意:Moldex3D發泡射出成型模塊支持Solid與eDesign網格模型。
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