共射出成型模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
共射出成型模擬的實例教程
為什么使用共射出成型模擬?
共射出成型制程具有皮層料和核心料的結構；先將皮層料注入模穴中，接著為核心料，最后再補上皮層料包復核心料，因此產品的外觀可以使用不同材料得到變化。共射出成型制程此特色被廣泛用在粉碎和回收塑料上，將回收的塑料再用于第二射的核心塑料使用，對環境和成本帶來許多效益。此外，該制程能夠以高沖擊塑料作為核心材料提升產品強度和效能。除此之外，建造一個需要熱澆道系統、控制閥門和兩個料筒的共射出成型機臺遠比傳統射出成型機臺的成本還要高，所以對機械性質的影響來說，如何決定最佳的皮層料和核心料比例，并有效追蹤模穴內每個時間和位置下的分布情形是現今主要面臨的挑戰。Moldex3D提供強大的成型解決方案，使用者能夠掌握制程中的關鍵特性，如材料分布，在制程優化和節省開發成本上創造更多競爭優勢。
挑戰
? 優化兩種材料性質交互作用后的機械特性
? 決定最佳的皮層料和核心料分布比例
? 避免吹穿發生，維持產品表面質量
? 優化皮層料到核心料的整體充填比例
Moldex3D解決方案
? 可視化在吹穿前皮層料與核心料的流動行為
? 預測吹穿區附近核心層的穿透情形
? 針對吹穿效應改善幾何厚度及成型條件
? 考慮皮層和核心層之間的溫度不均與壓力變化
? 預測高溫及高壓下潛在的缺陷位置
應用產品
? 3C電子
? 汽車
? 醫療
? 消費性產品
Moldex3D建議產品
? Moldex3D Professional Package
? Moldex3D Advanced Package
展開 氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
Moldex3D 氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
展開 在射出成型實務和模流分析比對過程中，最關鍵的執行步驟便是需要盡可能讓模流分析輸入數據和真實世界射出過程的條件一致，其中愈顯重要的就是射出機臺作動的模型建構。傳統射出成型模擬將螺桿的運動轉化為單純施加在熔膠上的速度與壓力，過度簡化了塑料的流動行為，并無完整考慮料管內部高溫且具壓縮性的明顯變化(包括黏度及PvT)。因此，若充填與保壓階段的模擬能考慮螺桿在料筒內的動態，將可以更好的描述熔體動態行為，并產生更準確的射出壓力預測。以下將說明如何在Moldex3D模擬中納入料管壓縮的影響。
料管壓縮造成的流率變化
操作流程
限制條件
前處理：
1.在Moldex3D 2020中，僅支持在Rhino中使用Moldex3D Mesh生成3D料管壓縮網格 (Studio 2021將會支持噴嘴區精靈)。
2.噴嘴區域建議生成六面體(Hexa)網格。
3.僅支援匹配網格(Matching Mesh)。
4.冷卻分析僅支持標準冷卻分析，不支持快速冷卻分析。
專案：
1.僅支持在Moldex3D Studio中設定與分析。
2.僅支持射出成型制程且使用機臺模式。
3.3D料管壓縮區的仿真尚不支持顯示冷卻分析之結果。
步驟1：Moldex3D Mesh屬性設定
以下屬性是3D料管壓縮的基本需求：
1.“Nozzle Zone”實體網格
2. "Moving Inlet" 表面網格
3.
展開 一般而言，射出壓縮成型加在盤狀表面與厚度的均勻壓力相同，CD盤的體積收縮與下圖所示的幾乎相同。
3. 檢視翹曲的屬性
在計算之后，在Studio工作區中選擇組別 (Run) > 分析結果 (Result) > 翹曲 (Warpage) > 總位移量 (Total displacement)，將會顯示翹曲結果。一般而言，射出壓縮成型的盤狀塑件的位移量將會比傳統射出成型的更小，也會得到更均勻的平面。
4. 壓縮力歷史曲線
如果分析模式選擇射出壓縮成型，可在分析結束后觀看壓縮力的在壓縮歷程中的完整數據。
展開 第三步，選擇射出壓縮成型。
2. 制程設定
分析參數設定
在充填／保壓（Filling/Packing）設定（如下圖），勾選噴嘴關閉（Nozzle is shut off）的選項，即可關閉噴嘴的功能。此設定能跳過保壓階段，避免壓縮時熔膠回流。
在壓縮 (Compression) 設定
四項主要設定：壓縮設定、壓縮切換、壓縮速率設定及壓縮力設定。請參閱下一節的詳細范例。
壓縮設定：設定壓縮距離（mm）與壓縮時間（sec）。一般而言，壓縮距離是塑件厚度的20-30%。
壓縮切換：設定壓縮階段啟動時的時間。啟動時間可依充填時間（sec）或充填體積（%）的選項決定。
壓縮切換通常設定為模穴充填的80-95%。請參閱下圖。
壓縮速率設定：設定最大壓縮速率（mm/sec）。而且在壓縮速率多段設定（Compression Speed Profile）的對話框中，壓縮速率（mm/sec或%）的多段設定能透過壓縮時間或壓縮距離的功能繪制。
壓縮力設定：設定最大壓縮力（tf），并在壓縮力的對話框中設定壓縮力多段設定（Compression Force Profile）的適用功能。同樣地，壓縮力（tf或%）多段設定能透過壓縮時間或壓縮距離的功能繪制。
3. 計算參數設定
在計算參數設定中，可壓縮流動 (Compressible flow) 為必要開啟項目，即使在客制化 (Customize) 設定中也不能取消。
4. 執行分析
這些設定完成后即可進行分析。返回Moldex3D Studio，點擊分析順序（Analysis sequence）并選擇完整分析(Full Analysis－CF/PCW)，以執行射出壓縮成型分析。
展開 
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為什么使用共射出成型模擬?
共射出成型制程具有皮層料和核心料的結構；先將皮層料注入模穴中，接著為核心料，最后再補上皮層料包復核心料，因此產品的外觀可以使用不同材料得到變化。共射出成型制程此特色被廣泛用在粉碎和回收塑料上，將回收的塑料再用于第二射的核心塑料使用，對環境和成本帶來許多效益。此外，該制程能夠以高沖擊塑料作為核心材料提升產品強度和效能。
塑料光學組件由于加工特性帶來的高性價比及可應用性，在光電、3C及汽車等領域被廣泛應用取代傳統玻璃材料，但高肉厚和高厚薄比的極端產品設計應用射出成型制程容易產生噴流、包封、表面凹痕、真空泡等成型缺陷，需要的冷卻時間過長與過大的體積收縮率也導致產品精度與生產效率難以提升。
分層射出是光學產品極端設計的解決方案之一，透過將極端產品設計分解成堆棧的A-B層依序成型，改善高肉厚帶來的成型挑戰
以下將介紹如何先用LS-DYNA進行預成形組件的鋪覆分析(Draping Analysis)，接著再以Moldex3D進行射出成型分析。
步驟1：在LS-PrePost的前處理過程中，開啟LS-PrePost 4.0，輸入薄殼網格模型(IGS file)，使用Auto Mesher來產生網格 (建議使用LS-PP 4.0或更新的版本) 。
步驟2：在 LS-PrePost
氣體/水輔助射出成型（GAIM/WAIM）有助提高產品質量，還可達到節省材料、成本及減輕產品重量目的而被廣泛運用。在氣體/水體射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。此制程依據流體注入的時間點，可分成短射法與滿射法。
滿射回沖(Push-back)制程為從另一側注入氣體/水體，將熔膠推至噴嘴處。利用回沖技術
在射出成型實務和模流分析比對過程中，最關鍵的執行步驟便是需要盡可能讓模流分析輸入數據和真實世界射出過程的條件一致，其中愈顯重要的就是射出機臺作動的模型建構。傳統射出成型模擬將螺桿的運動轉化為單純施加在熔膠上的速度與壓力，過度簡化了塑料的流動行為，并無完整考慮料管內部高溫且具壓縮性的明顯變化(包括黏度及PvT)。因此，若充填與保壓階段的模擬能考慮螺桿在料筒內的動態，將可以更好的描述熔體動態行為
為什么使用共射出成型模擬?
共射出成型制程具有皮層料和核心料的結構；先將皮層料注入模穴中，接著為核心料，最后再補上皮層料包復核心料，因此產品的外觀可以使用不同材料得到變化。共射出成型制程此特色被廣泛用在粉碎和回收塑料上，將回收的塑料再用于第二射的核心塑料使用，對環境和成本帶來許多效益。此外，該制程能夠以高沖擊塑料作為核心材料提升產品強度和效能。
為什么使用共射出成型模擬?
共射出成型制程具有皮層料和核心料的結構；先將皮層料注入模穴中，接著為核心料，最后再補上皮層料包復核心料，因此產品的外觀可以使用不同材料得到變化。共射出成型制程此特色被廣泛用在粉碎和回收塑料上，將回收的塑料再用于第二射的核心塑料使用，對環境和成本帶來許多效益。此外，該制程能夠以高沖擊塑料作為核心材料提升產品強度和效能。
3. 后處理
檢視射出壓縮成型模塊的分析結果的簡單方法就是在窗口中顯示流域分布圖標。基本顯示步驟如下。
1. 從Studio工作區中選擇適合的項目：
•選擇想要的組別
•在分析結果（Result）中選擇想要的結果。
•選擇結果項目，例如：流動波前時間、體積收縮或總位移量等。
2. 從下圖中的顯示工具欄（Display Toolbar
射出壓縮成型簡介
射出壓縮成型（ICM）的制程同時結合射出成型與壓縮成型的技術。在制程中，模具不會完全關閉，鎖模機制會在熔膠射出時開始運作，然后模具才會漸漸關閉。在制程結束時，透過鎖模力完全關閉模具并形成產品的形狀。
一般而言，位置控制模式與壓力控制模式常被用于控制模具位置。在下圖中，位置控制模式在熔膠射出前，公母模具之間需要一定距離。當一射所需的熔膠量完全充填模穴時，模具將會啟動關閉直到完全關閉
2. 開始分析
1. 建立新項目
第一步開啟Moldex3D Studio，選擇新增建立新項目，第二步按下確定。
第三步，選擇射出壓縮成型。
2. 制程設定
分析參數設定
在充填／保壓（Filling/Packing）設定（如下圖），勾選噴嘴關閉（Nozzle is shut off）的選項，即可關閉噴嘴的功能。此設定能跳過保壓階段，避免壓縮時熔膠回流。
