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關注創建者:匿名 創建時間:2026-01-04

微細發泡射出的實例教程
至于微細發泡射出應用于鞋底(一般是用TPU材料,世界知名廠商都采用德國巴斯夫公司的材料)的研究,中部某機械公司也有此能力,該公司開發鞋底專用的射出發泡專用機,去年也到過德國K-show參展獲得好評。
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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。
1.
展開 ■ 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 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。
Moldex3D發泡射出成型模塊只支持Solid網格項目。其前處理階段的步驟與基本模塊的相似:
步驟1:建立新項目。
步驟2:產生網格模型。
步驟3:建立新組別。
步驟4:執行分析。
以下將列出特定步驟的操作說明。
網格產生之抽芯技術 (Core-back)
抽芯(Core-back)技術如下:
針對抽芯分析,使用者能透過Moldex3D Mesh建立幾何模型。相關步驟信息可參閱射出壓縮成型的操作說明。移動表面(Moving Surface)需在建立模型的網格時進行設定。若設定了移動表面,將顯示在項目中。
以下將列出特定步驟的操作說明:
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。
在第三步,選擇發泡射出成型(Foam Injection Molding)分析。
2. 建立新組別
展開 后處理
如要檢視發泡射出成型模塊的分析結果,在窗口中展示流域分布圖標。基本步驟如下:
步驟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。
•選擇特定的結果,例如:流動波前時間、體積收縮或總位移量等。
步驟2:如下圖所示,從顯示工具欄中選擇圖標,在窗口中指定想要的模型特征與組件。下列為范例。
1. 檢視充填/保壓的流動波前時間
在后處理的階段,提供充填/保壓與冷卻階段時的屬性。例如:為顯示組別1的流動波前時間結果,在Studio樹狀目錄中選擇組別(Run) > 分析結果(Result) > 充填分析(Filling) > 流動波前時間(Melt-front time)。不同充填百分比的結果顯示如下。
2. 檢視充填/保壓階段的屬性
Moldex3D發泡射出成型模塊的充填分析包含保壓分析;因此,保壓階段的結果能從對應保壓階段的時間段檢視,例如:充填末端(EOF)或0.6秒,然后選擇想要的屬性,如下圖所示。
3. 發泡射出成型特性:氣泡尺寸、氣泡密度
氣泡尺寸(氣泡直徑μm)與氣泡密度(氣泡數量密度1/cm3)的信息可在充填/保壓結束時檢視,如下圖所示,在Studio工作區中選擇組別(Run) > 分析結果(Result) > 充填分析(Filling) > 氣泡尺寸(Cell size)/氣泡密度(Cell density)。氣泡尺寸與氣泡密度皆為三維結果,點擊結果剖面功能(Slicing function)以顯示模型內部區域的結果。
用結果切片功能顯示塑件內部的氣泡尺寸與氣泡密度。
4.
展開 
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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。
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
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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
發泡射出成型的必要步驟圖解
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。
至于微細發泡射出應用于鞋底(一般是用TPU材料,世界知名廠商都采用德國巴斯夫公司的材料)的研究,中部某機械公司也有此能力,該公司開發鞋底專用的射出發泡專用機,去年也到過德國K-show參展獲得好評。
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■ 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
下列是從 Moldex3D 輸出至非線性材料建模軟件時所支持的文件格式:
Digimat
?縫合線 (*.nwd) (Weld line)
?纖維配向 (*.o2d) (Fiber Orientation)
?應力分析模塊(*.s2d) (Stress)
?溫度(*.t2d) (Temperature)
?微細發泡射出成型模塊(*.n2d) (MuCell?)
開始進行微細押出發泡制程之研發;1999~2000 年持續研發微細發泡押出及射出技術。
3. 后處理
如要檢視發泡射出成型模塊的分析結果,在窗口中展示流域分布圖標。基本步驟如下:
步驟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。
•選擇特定的結果,例如:流動波前時間、體積收縮或總位移量等。
步驟2:如下圖所示,從顯示工具欄中選擇圖標,在窗口中指定想要的模型特征與組件
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。
