微發泡成型技術的案例
Mucell 微發泡，顛覆傳統塑料加工工藝
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此文章摘錄自ACMT- CMM雜志-(2017/7月)
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，加入Trexel公司以來多次參與MuCell微發泡技術課題研究，并且協助多個MuCell微發泡項目順利量產。
塑料發泡成型技術介紹
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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。
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Moldex3D模流分析之發泡射出成型技術研究鞋底輕量化的應用與實踐
大綱
現今鞋業市場之趨勢走向結構輕量化，逢甲大學研究團隊透過Moldex3D的發泡模組（FIM），來探討含氣泡之可回收成型材料（SEBS彈性體）在充填過程中澆口配置的影響及成型壓力的變化。通過模擬和實驗的整合，不但驗證了澆口位置與和厚度變化對泡沫結構和分布的影響，最終結果也顯示采用發泡射出成型，可替代發泡劑減輕10%產品重量。
挑戰
研究澆口設計對熔膠流動和成型品質的影響
克服產品在傳統成型過程中可能產生的表面缺陷
預測氣泡結構的成長并減少材料的使用量
解決方案
針對本案例之鞋墊產品，以SEBS彈性體做為材料不但可回收及再利用，滿足綠色循環經濟需求，同時也減輕產品重量及克服產品表面收縮的缺陷。而為了分析不同澆口設計和產品厚度不均勻對流動行為和發泡特性影響，因此采用Moldex3D進行實驗和模擬。
效益
模擬與實驗結果高度吻合，達成虛實整合
產品重量減輕10%以達到產品輕量化
實現綠色循環經濟、產品輕量化和了解FIM制程
案例研究
在傳統制鞋產業中，鞋墊通常由塑膠和化學發泡劑倒入模具中制成，制造與材料成本較高。而隨著產品輕量化和綠色經濟的發展趨勢，藉由添加混合氣體的發泡射出成型（FIM）可同時減少產品的用料和重量。逢甲研究團隊利用SEBS彈性體進行研究，目的是找出適合的澆口位置及優化氣泡分布，并驗證模擬和實驗結果。圖 1 為一具有六澆口的現成模座，以此為樣品建立了產品的3D模型和邊界層網格，并利用Moldex3D觀察產品的流動行為和發泡特性。
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六、加工工藝
1、 在滿足制品性能的前提下，使用最短的成型周期。
2、若無特殊因素影響，盡可能使用供應商推薦的加工工藝進行加工。
3、針對特定制品與模具，對所有穩定的設備與工藝參數進行保存，縮短下次更換生產時調機時間。
4、優化工藝，采用較低的鎖模力、較短的冷卻時間與保壓時間。
七、采用新技術
1、采用輔助成型技術，如氣體輔助，液體輔助，蒸汽輔助，微發泡注塑成型技術等。
2、 采用單元化成型方案，減少中間環節。
3、采用模內焊接、模內噴涂、模內裝配、模內裝飾等新技術。
4、采用新的低壓成型技術，縮短成型周期，同時可降低熔體溫度。
5、采用能量再生系統。
八、生產管理
1、一次性生產高品質的產品，降低不良率是最大的節能。
2、整個生產系統的維護保養與耗能密切相關。這不僅涉及主機，還有周邊及工廠設備，例如如果車間換模吊車故障，需人力換模，勢必延長設備等候時間，造成設備能耗增加。
3、配備車間能耗監控系統，便于企業有目的的實施能源分析與改善。
4、 設備停機維修保養時，不僅檢查設備本身的保養內容與項目，更要注意設備與其他系統連接處的狀況，工作性能是否可靠等。
5、經常性與行業標桿進行比較，看是否還有進一步改善的空間。
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（六）加工工藝
1.在滿足制品性能的前提下，使用最短的成型周期。
2. 若無特殊因素影響，盡可能使用供應商推薦的加工工藝進行加工。
3. 針對特定制品與模具，對所有穩定的設備與工藝參數進行保存，縮短下次更換生產時調機時間。
4. 優化工藝，采用較低的鎖模力、較短的冷卻時間與保壓時間。
（七）采用新技術
1.采用輔助成型技術，如氣體輔助，液體輔助，蒸汽輔助，微發泡注塑成型技術等。
2. 采用單元化成型方案，減少中間環節。
3. 采用模內焊接、模內噴涂、模內裝配、模內裝飾等新技術。
4. 采用新的低壓成型技術，縮短成型周期，同時可降低熔體溫度。
5. 采用能量再生系統。
（八）生產管理
1. 一次性生產高品質的產品，降低不良率是最大的節能。
2. 整個生產系統的維護保養與耗能密切相關。這不僅涉及主機，還有周邊及工廠設備，例如如果車間換模吊車故障，需人力換模，勢必延長設備等候時間，造成設備能耗增加。
3. 配備車間能耗監控系統，便于企業有目的的實施能源分析與改善。
4. 設備停機維修保養時，不僅檢查設備本身的保養內容與項目，更要注意設備與其他系統連接處的狀況，工作性能是否可靠等。
5. 經常性與行業標桿進行比較，看是否還有進一步改善的空間。
6. 與供應商建立可靠合約與合作關系，對企業節能管理有益無害。
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