模溫的案例
Moldex3D模流分析之怎樣有效評估模溫機
圖四 模溫機幫浦流量與壓力關系
從射出成型模擬找出模溫機需求
在射出成型模擬之中進行水管分析，可以取得每根水管的流量與壓力差。水管的總流量代表模溫機必須提供的流量；而水管之中的最大壓力差，代表模溫機必須提供的最小壓力。評估時我們將水管總流量及最大壓力差的坐標位置，標在模溫機流量與壓力關系圖中。這個坐標位置如果落在模溫機流量與壓力關系線之下，代表模溫機可以提供足夠流量及壓力；這個坐標位置如果落在關系線之上，代表模溫機無法提供足夠流量及壓力(圖五)。Moldex3D最新發布的R17版本中已可提供冷卻水管的流量、壓降以及模具散熱的數據，藉由應用幫浦性能曲線，也可進一步評估模溫機的性能是否足夠。
圖五 模溫機可負載區域
仿真注意事項
在射出成型模擬過程之中，往往使用大流量作為理想水管條件；如果換算模溫機需求，將會得到一個很大量值。所以如果想要精確換算，最好參考自家模溫機流量規格，作為水管邊界條件值，避免預估過大。 除了流量壓力之外，模溫機冷卻與加熱能力也是評估模溫機的參數。仿真過程中，用戶可以查閱水管的熱負載量值，比對模溫機規格書內的冷卻與加熱能力，只要模溫機冷卻能力大于仿真水管的熱負載量值，或是模溫機加熱能力大于仿真水管的負數熱負載值，就可以視為符合需求。Moldex3D提供查閱功能，用戶可在CSV檔取得整理過后的需求信息(圖六)。模擬技術可為使用者提供一定的參考值，在實務上評估模溫機有很大的幫助。
圖六 Moldex3D水管壓力、流量及冷卻能力需求
展開 如何評估模溫機與水路是否兼容
Moldex3D可以為連接水路的進水口指定模溫機（見圖3），使用者在沒有流量計的情況下，可以根據手上模溫機規格來設計及驗證對應的水路布局，就可以從模擬知道水路與模溫機之間的關系（見圖4），得到更合理的水路進口條件，不需要再猜測進水口的流量或壓力。除了知道水路分析的水管流量，再配合模溫分析觀察是否達到目標模溫，藉此評估此模溫機是否適用于當前的模具水路。
圖3：Moldex3D設定水路邊界條件界面
圖4：Moldex3D分析流量與壓力關系
總結
對于模溫機廠商而言，不可能了解客戶每一個模具的水路設計，而對于客戶而言，為了每一套模具購買不同模溫機并不劃算。因此大部份情況下是以模具大小、塑件大小及模溫需求，推測目前模溫機與模具是否可以搭配，再根據現場模溫狀況更精準地調整模溫機。但有些水路設計較為特別，特別是異型水路(conformal cooling)設計，往往并非標準的長條圓形水管，較不容易從經驗上評估模溫機。此時在Moldex3D的協助下，透過輸入水路系統信息，包含模溫機規格及水路幾何，就可以有更多參考信息預先判斷模溫機的表現能力。
資料來源
[1]. 本文經科盛科技授權后刊登，引自https://ch.moldex3d.com/blog/top-story/how-to-evaluate-the-compatibility-between-a-mold-temperature-controller-and-cooling-channels/
本篇文章經科盛科技授權后轉載
展開 Moldex3D模流分析之如何評估模溫機與水路是否兼容
除了知道水路分析的水管流量，再配合模溫分析觀察是否達到目標模溫，藉此評估此模溫機是否適用于當前的模具水路。
圖三 Moldex3D設定水路邊界條件接口
圖四 Moldex3D分析流量與壓力關系
總結
對于模溫機廠商而言，不可能了解客戶每一個模具的水路設計，而對于客戶而言，為了每一套模具購買不同模溫機并不劃算。 因此大部份情況下是以模具大小、塑件大小及模溫需求，推測目前模溫機與模具是否可以搭配，再根據現場模溫狀況更精準地調整模溫機。 但有些水路設計較為特別，特別是異型水路(conformal cooling) 設計，往往并非標準的長條圓形水管，較不容易從經驗上評估模溫機。此時在Moldex3D的協助下，透過輸入水路系統信息，包含模溫機規格及水路幾何，就可以有更多參考信息預先判斷模溫機的表現能力。
展開 注塑模溫的設定分析
注塑模溫的設定
一、 目的為使我們產品質量進一步提升，使模溫機合理正常使用
二、 什么是模溫
正確的說法，模溫是指在成形被進行時的模腔表面的溫度，在模具設計及成形 工程的條件設定上，重要的是不僅維持適當的溫度，還要能讓其均勻的分布。
不均勻的模溫分布，會導致不均勻的收縮和內應力，因而使成型口易發生變形和翹曲。模溫影響成型周期及成形品質，在實際操作當中是由使用材質的最低適當模溫開始設定，然后根據品質狀況來適當調高。
三、改變模溫可獲得以下效果；
1、加快成形產品結晶度及較均勻的結構。
2、使成型收縮較充分，后收縮減小。也就是說產品生產后期收縮。
3、提高生產產品的強度和耐熱性。防止產品開裂易碎。
4、減少內應力殘留、分子配向及變形。
5、模具溫度過高，冷卻時間過短，使脫模時的制件過熱而出現頂出變形。
6、減少PP料常見震紋或者說波浪紋
7、提高模溫能使注塑產品表面光澤好，減少色度不穩定發生。
8、減少充填時的流動陰抗，降低壓力損失。
9、使成形品外觀較具光澤及良好。
10、增加成型品發生毛邊的機會。
11、增加近澆口部位和減少遠澆口部位凹陷的機會。
12、減少結合線明顯的程度
13、增加冷卻時間，使產品機理結構增強。
展開 
C家精講 | 低壓鑄造，模溫循環的計算意義
模溫循環的計算大概有三個比較重要的意義
第一是在實際的生產過程中，經過多個生產周期之后，模溫會逐漸趨向于穩定，比如說左邊這個圖片，模具的溫度剛開始上升，逐漸趨向于一個穩定的狀態。剛開始打的時候，模具溫度是非穩態的，逐漸變高，如果冷卻管比較強的話，也有可能出現模溫降低的情況。這計算可以幫助我們獲得一個實際的溫度場分布，這樣做模擬會更準確。
第二個是我們可以找到模溫損失或升高的風險。通過分析，我們可以發現，模溫不穩定的現象，避免將來出現一些由模溫引起生產品質的問題。比如打了30個周期之后，發現產品品質不穩定，可能是由于模溫不穩定而造成的。
第三個是這個分析會獲得一個穩態的模具溫度場，這個溫度場可以應用于一些高階的分析中，比如耦合到其他的CAE軟件里面，計算熱疲勞，模具殘余應力等。
模溫循環的分析需要輸入一些初始的條件
這些條件包括了三方面
第一是模具、鑄件的材料，初始溫度
第二是工藝循環的參數，比如說這里計算6個，循環時間是315秒，開模時間、頂出時間、噴涂時間，合模時間，把這些生產節拍的時間節點都輸入進去。另外就是冷卻管道熱交換系數的計算，冷卻管道在實際中是根據流量控制冷卻效果的。軟件計算中，可以考慮到流量、冷卻管大小，還有空氣的壓強，轉換成熱交換系數。
第三，軟件中也支持冷卻管道的開關時間點，我們可以用曲線來實現，開時為1，關時為0。就像圖片中看到的，這是模溫循環的初始條件。
我們現在來看看模溫循環的動畫
這里我們做了6個周期的分析，動畫里面，可以看到有6個模溫變化的過程。我們可以把模具上的一些點取出來，在模具上取了6個點，可以看到溫度的分布。你可以以此來判斷模溫是否趨向于穩定狀態，當然，模溫高低的分布，跟冷卻管道的排布，還有吹風效果，都有顯著的關系。
展開 Moldex3D模流分析之支持歧管和模溫機的建立和模擬
功能
? 預測塑件、模具嵌件、冷卻水路、加熱棒…等各種組件構成的溫度分布，評估冷卻與加熱系統的控溫設計
? 檢視模溫瞬時變化響應，特別適用急冷急熱、感應加熱…等等多種冷熱切換的變模溫制程
? 提供簡易冷卻分析模塊，快速驗證模具冷卻系統設計
? 進 階熱澆道分析 模塊 可確認熱澆道設計效果，模擬熱澆道內部復雜構造(包含加熱棒控制)
? 快速建立各種水路幾何(包含模外歧管)，并可根據產品自動構建異形水路
? 混合流場與溫度場進行3D 實體水路分析 ，解析異型水路冷卻效果
? 支持輸入現場模溫機規格，取得更貼近真實的水管壓力及流量信息
? 支持模具預熱分析，評估模溫初始狀態，幫助減少無效生產模次
? 支持模擬塑件頂出過程，評估頂出時間對于小型產品的翹曲影響
特色
塑件冷卻分析
? 計算塑件、流道、嵌件的3D溫度分布
? 計算固化區域
? 計算熱傳率及熱散量
? 預估所需冷卻時間
模座冷卻分析
? 計算模座、模座嵌件、冷卻水路的實體溫度分布
? 計算冷卻水路效應
? 計算塑件嵌件之效用(Moldex3D MCM 為必備模塊)
? 計算多材質的嵌件，如：鈹銅
? 計算加熱棒效應
冷卻水路分析
? 計算冷卻水路的冷卻液溫度分布
? 計算冷卻水路的壓降
? 分析冷卻水路的雷諾數
? 支持傳統/異形水路和 3D流體動力學模擬
? 支持歧管和模溫機的建立和模擬
展開 注塑模溫與壓力的設定，應該注意什么？
注塑模溫的設定
模溫影響成型周期及成形品質，在實際操作當中是由使用材質的最低適當模溫 開始設定，然后根據品質狀況來適當調高。
正確的說法，模溫是指在成形被進行時的模腔表面的溫度，在模具設計及成形 工程的條件設定上，重要的是不僅維持適當的溫度，還要能讓其均勻的分布。
不均勻的模溫分布，會導致不均勻的收縮和內應力，因而使成型口易發生變形和翹曲。
提高模溫可獲得以下效果；
①加成形品結晶度及較均勻的結構。
②使成型收縮較充分，后收縮減小。
③提高成型品的強度和耐熱性。
④減少內應力殘留、分子配向及變形。
⑤減少充填時的流動陰抗，降低壓力損失
⑥使成形品外觀較具光澤及良好
⑦增加成型品發生毛邊的機會。
⑧增加近澆口部位和減少遠澆口部位凹陷的機會。
⑨減少結合線明顯的程度⑩增加冷卻時間
注塑成型過程中的壓力調節無論是油壓式還是電動式注塑機，所有注塑過程中的運動都會產生壓力。適當控制所需壓力，才能生產出質量合理的成品。
壓力調控及計量系統在油壓式注塑機上，所有運動由負責以下操作的油路執行：
1塑化階段中的螺桿旋轉。
2滑座料道（注嘴靠近注口襯套）
3注射和保壓期間射料螺桿的軸向運動
4將基材閉合於射料桿上，直到肘桿全部延伸或活塞合模行程已完成。5啟動裝配頂桿的頂出臺以頂出部件。
在全電壓機上，所有運動由配有永久磁鐵的無刷同步電動機執行。通過機床業中一直采用的滾珠軸承螺桿，將旋轉運動變換為線性運動。
展開 Moldex3D模流分析之冷卻階段模溫的低溫切換
射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 Moldex 3D變模溫分析設定
為了滿足變模溫制程CAE分析需求，Moldex3D 提供完善的模擬工具來檢視不同的快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
以下為在Moldex3D中設定變模溫模擬分析的基礎步驟：
STEP 1. 在制程參數設定(ProcessCondition)下面的冷卻設定(CoolingSettings)，使用者必須先將冷卻方法(CoolingMethod)設定為瞬時(Transient)，才能執行變模溫制程模擬。
STEP 2. 接著，在制程參數設定(ProcessCondition)> 冷卻設定(CoolingSettings)> 冷卻水路/加熱棒(Cooling Channel/ Heating Rod)，使用者可以在不同的時間點改變溫度和冷卻媒介的設定。
下表顯示一個生產周期內不同時間點的溫度設定數據。
來源： RATCMoldAdvisor
作者：David_dai戴平偉
展開 模溫對注塑過程注塑質量的影響
注塑工業中，模具溫度的確定，注射成型工藝過程中，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑周期和塑件質量。
控制模具溫度的主要目的將模具加熱到工作溫度，并且保持模具溫度恒定在工作溫度，可以把循環時間最優化，進而保證注塑件穩定的高質量。
模具溫度會影響表面質量，流動性，收縮率，注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度過高或不足對不同的材料會帶來不同的影響。
模具溫度對加工過程的影響
影響流動性能：如果注塑材料對溫度敏感且流動性能較差，提高模溫會增加料的流動性，更容易填充。
影響循環時間：模溫影響制品的冷卻，從而調節周期時間。
影響脫模性能：注塑過程中錯誤地調整模具的溫度或模具溫度控制不合理，會導致模具表面的溫度過高，造成一些注塑材料在加工過程中形成一個極小的脫模韌性，破壞了注塑制品的形狀和尺寸。
模具溫度對制品質量的影響
如果模具的表面溫度沒有達到合適的溫度，那么制品的表面會暗淡無光且十分粗糙，表面質量不能達到要求。高的模溫能夠讓制品更好的復制模面。
如果模具的溫度比較低時，注塑的料不容易成型，或者不容易打滿。如果模具的溫度過高的話，注入的熔料不容易冷卻定型。產品也容易出現凹陷變形，也容易出現毛刺。
此外，由于結晶效應，某些塑料制品的收縮會在數天或數周后才出現，這些不僅與模具的表面溫度有關，還與制品的存放條件有關。
展開 Moldex3D模流分析之模塊移動模擬與模溫分析
前言
壓縮成形 (Compression Molding) 常見用于熱固性塑料，塑料預熱后放置于開模狀態的模穴之中，在合模過程中模具擠壓塑料使其充滿模穴，同時給予熱量進行固化。常見應用于機械零件、餐具、電動車電池…等等。
模具合模之前影響壓縮成型結果
在模具壓縮成型之前，預填料 (charge) 的分布位置與幾何形狀對成型結果有重要影響。壓縮成型不同于射出成型，后者是在合模后將熔膠注入模穴，隨著模穴逐漸填滿，熔膠也因模具溫度而逐步固化，因此成型結果主要取決于合模狀態。在壓縮成型中，模具尚未完全合模時，預填料的位置及幾何形狀已經開始影響成型結果。預填料與模具接觸的區域會導致局部溫度的變化 (參考圖1、圖2)。
不同情境下，塑料接觸模具初始位置不同
模具合模之后影響壓縮成型結果
而壓縮制程在合模之后，塑料受到模具完整包覆，接觸模具邊界與合模之前狀態不同，水路對于塑料影響程度也不同。以平板塑件為例，設計一模具在合模狀態下，塑件與公母模水路距離相等，但開模之后一側水管就會遠離塑件。所以模擬時，若為了放置預填料以開模狀態網格直接進行計算，此時公母模水路 (或加熱組件) 就與塑件有不同距離，兩側模溫就會有偏差，進一步影響后續翹曲結果。
壓縮制程過程中，開模與合模的塑料接觸模具邊界不同
既要考慮開模前的預填料位置，又要考慮合模之后水路位置，仿真時前處理應該制作為是開模狀態網格，還是合模狀態網格呢？
模具水路 (或加熱組件) 隨模具移動
Moldex3D提供了一個解決方法，使用者只要制作開模狀態的公母模網格，并決定模具移動距離，即可自動進行開合模的計算，此方式有利于使用者避開處理合模情境下預填料與模具網格干涉問題。再透過后處理功能，用戶在觀察模溫分布的同時，使用者也可以看見模具隨著時間移動，得到更直覺的成型過程。
展開 
沒有模具又要做模溫分析怎么辦？
沒有模具又要做模溫分析怎么辦
網格布爾運算，小技巧，幫大忙
在設計初期，往往只完成了工藝設計，如下圖，包括了鑄件、流道、冷卻管道。
設計初期，沒有模具卻要分析模具溫度，怎么辦？
此時，沒有模具。如果要進行實體模具分析，模具溫度、冷卻管道，就要在三維CAD里面做出完整的模具。
三維CAD布爾運算失敗率高，怎么辦？
做過布爾運算的伙伴們都知道，如果幾何不干凈、甚至不是一個整體，布爾運算的失敗率非常高，而且要耗費大量的時間。如果分析結果不好，調整了冷卻管道，又要重新做模具三維圖檔，又要重新布爾運算。
稍微調整冷卻管道位置，又要重新做布爾，怎么辦？
介紹一個Cast-Designer里面的應用小技巧，只需要運用網格的布爾運算，就可以跟三維CAD一樣。在沒有模具的情況下，做出模具網格，進行模具溫度分析，冷卻管道分析。對于修改和優化，非常方便。
C家精講，初衷是用最短的時間，分享一些鑄造工藝設計與分析的經驗。雖然是點點滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，
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Cast-Designer 熱分析與DFM免費報告：
長按識別二維碼，填寫表格，獲得熱分析與DFM免費報告：
展開 一文了解注塑成型模溫控制
模溫控制型式：
1、冷凍機 8 OC-15 OC之間冷卻，注意冒汗生銹之問題。
2、水溫機 96 OC以內，直接補充水源。
3、油溫機 150 OC以內，油溫循環間接用水冷卻。
4、電熱片、棒 200 OC以內，小心漏電。
模具溫度對注塑成型的影響：
模具溫度是注塑成型中最要的變量----無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個熱的模具表面使塑料表面長時間保持液態，足以在型腔內形成壓力。
如果型腔填滿而且在凍結的表皮硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復制就高。另一方面，如果在低壓下進入型腔的塑料暫停了，不論時間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會造成污點，有時被稱為澆口污斑。
對于每一種塑料和塑膠件，存在一個模具表面溫度的極限，超過這個極限就可能出現一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動阻力更小。在許多注塑機上，這自然就意味著更快流過澆口和型腔，因為所用的注塑流動控制閥并不糾正這個改變，填充更快會在澆道和型腔內引起更高的有效壓力。
可能造成溢料毛邊。由于更熱的模型并不凍結那些在高壓形成之前進入溢料邊區域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料毛邊并溢出到分割線間隙內。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現代化的流動控制編程器也確實可以做到這點。
通常，模具溫度的升高會減少塑料在型腔內有冷凝層，使熔融材料在型腔內更易于流動，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質量。同時，模具溫度的提高還會使零件張力強度增加。
模具的保溫方法：
許多模具，尤其是工程用的熱塑性塑料，在相對較高的溫度下運行，如80攝氏度或176華氏度。
展開 Moldex3D模流分析之壓縮制程模溫分析支援模板移動
在之前簡化流程下的壓縮制程仿真中，為了便利使用者快速建模，對開模與合模狀態下的冷卻水路位置變化作了簡化的假設，故冷卻效果可能會有誤差而影響到模擬分析的準確度。因此，若能將冷卻水路隨著模板移動的行為納入模擬分析中，使模擬更貼近于實際狀況，將可以得到更準確的模內溫度預測。以下將說明如何在Moldex3D壓縮制程模擬中納入模板移動行為以及其影響。
操作流程
條件限制
1. 僅支持壓縮成型。
2. 需要有可動側和固定側模板(模板需簡化)。
3. 不支援嵌件/鑲塊的移動。
4. 塑件、冷卻水路、壓縮區、固定側模板、可動側模板之間的網格必須是匹配網格。
5. 僅支持標準冷卻分析。
6. 2024 R1版本的冷卻時間需設定為極小值(建議值0.001秒)。
步驟 1：模型準備
開啟Moldex3D Studio 并選擇壓縮成型后，建立或匯入含有塑件、冷卻水路、模板和壓縮區的匹配實體網格(開模狀態)。
步驟 2：分析設定
開啟成型條件后設定壓縮與冷卻參數，需注意新壓縮流程(模板式)的壓縮時間是包含冷卻時間的，所以需要將冷卻設定中的冷卻時間設定為0.001秒。
完成壓縮成型模擬的其它分析設定后，分析順序選擇瞬時分析-Ct F/P Ct W 并提交分析計算。
步驟 3：結果展示
Moldex3D可模擬在壓縮過程中，模板壓縮移動的行為。
冷卻水路隨著模板移動的行為會納入模擬分析中，并得到更準確的模內溫度預測。
新壓縮建模的冷卻水路在壓縮完成時的位置考慮更完善也較接近塑件，故壓縮面溫度較低，而簡化式壓縮建模的冷卻水路忽略了隨著模板移動對冷確效果的影響，故冷卻效果無法完全發揮效用。
將壓縮完成當下的模溫分布剖面可觀察到基礎壓縮流程的可動側冷卻水路距離塑件較遠，且壓縮區空間假設為金屬模座，與實際情況并不完全一致。
展開 節能新方案！橡塑膠產業必看！
圖6：變模溫設備測試結果
實驗架設與結果：
1. 為確保流量傳感器所反饋之數值正確性，因此本實驗將機械式流量傳感器安裝于循環泵出水口位置，確保進出水的正確流量數值，如圖7所示。并將實時偵測到的流量，經由人機界面設定后顯示于視窗上。
2. 完成水路連接之后，隨即開始流體進行測試。此實驗目的主要測試馬達全速運轉下的最大流量，流量由0LPM開始測試，以全功率狀態輸出（馬達轉3400rpm），實驗結果顯示最大流量為60~61LPM。由圖7得知，全狀態輸狀態下，約4秒即可達最大流量，符合設計規范。
圖7：流量實驗架設（藍色為冷水曲線，紅色為熱水曲線）
完成動態模溫設備與模具整合上線測試。本實驗主要系將模溫機、模具與射出成型機（150噸）整合連結，并進行以下測試。
運轉測試：整合完成后，進行機臺基本運轉測試，包括模溫機冷熱水輸送測試，確保運轉正常。
射出測試：進行射出機運轉測試，測試PC材料射出測試，其參數設定為加熱150℃、冷卻40℃，進行手動射出與自動射出程序，確認各機狀況與模具溫度狀況，確保后續節能比例與制程時間縮短實驗順暢。
由圖8可得知模溫機與模具已完全整合于射出成型機上進行試運轉。并于手動射出步驟完成后，進行100模次自動射出程序，模擬產線連續運轉下個設備運行與動作之流暢度，并于自動生產100模后確認模具表面與水路及模溫機各接口狀況，皆無松脫與漏水現象。
圖8：動態模溫設備與模具整合上機測試
完成抬頭顯示器鏡片模具與動態模溫設備系統整合測試。實驗主要目的系比較本開發的加熱設備與傳統電阻加熱設備是否具有快速冷熱與節能效果。
加熱效率測試：
本實驗主要針對加熱效率進行測試與討論，以功率計對模溫設備進行功率記錄（加熱器輸入累積能耗），進行計算。
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