塑料射出成型產業的案例
Moldex3D模流分析之塑料射出成型方案
Moldex3D 產品概覽
Moldex3D是塑料射出成型產業中的計算機輔助工程領導產品。 Moldex3D擁有一流的分析技術，可協助客戶模擬更廣泛的射出成型應用范圍，來優化產品設計和可制造性，以達到縮短上市時間并提高的產品投資回報率。
特色
? CAD嵌入式前處理
? 高級自動3D網格引擎
? 高解析三維網格技術
? 高效能平行運算
Moldex3D 網格
Moldex3D 網格支持各種不同的網格類型，包括 2D 三邊形及四邊形網格、3D四面體、棱柱體、六面體、voxel (brick)和金字塔型網格。Moldex3D 網格提供多種主流網格方法：純三邊形表面、以四面體為主的表面網格；純四面體網格、邊界層網格、純voxel網格、混合式實體網格及中間面簡化網格。客戶可從中選擇符合自己的特殊模擬需求來建立網格模型。
優勢
? 具有強大的網格劃分技術的前處理工具與支持不同的網格元素型態，以提高實體網格產生效率
? 可以產生純三邊形網格與四邊形為主的表面網格
? 支持自動四面體、邊界層網格、混合實體網格，與voxel型態實體網格
? 可以產生高質量的三維實體網格
? 提供自動檢核與自動修復工具以確保網格質量的分析準確性
? 以下為Moldex3D 網格支持的網格輸/入輸出格式
展開 Moldex3D模流分析之金屬脫蠟精密鑄造射出成型
Moldex3D 產品概覽
Moldex3D是塑料射出成型產業中的計算機輔助工程領導產品。 Moldex3D擁有一流的分析技術，可協助客戶模擬更廣泛的射出成型應用范圍，來優化產品設計和可制造性，以達到縮短上市時間并提高的產品投資回報率。
特色
? CAD嵌入式前處理
? 高級自動3D網格引擎
? 高解析三維網格技術
? 高效能平行運算
Moldex3D 網格
Moldex3D 網格支持各種不同的網格類型，包括 2D 三邊形及四邊形網格、3D四面體、棱柱體、六面體、voxel (brick)和金字塔型網格。Moldex3D 網格提供多種主流網格方法：純三邊形表面、以四面體為主的表面網格；純四面體網格、邊界層網格、純voxel網格、混合式實體網格及中間面簡化網格。客戶可從中選擇符合自己的特殊模擬需求來建立網格模型。
優勢
? 具有強大的網格劃分技術的前處理工具與支持不同的網格元素型態，以提高實體網格產生效率
? 可以產生純三邊形網格與四邊形為主的表面網格
? 支持自動四面體、邊界層網格、混合實體網格，與voxel型態實體網格
? 可以產生高質量的三維實體網格
? 提供自動檢核與自動修復工具以確保網格質量的分析準確性
? 以下為Moldex3D 網格支持的網格輸/入輸出格式
展開 Moldex3D模流分析之高分子射出成型
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。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 可視化射出成型技術探討循環再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
綜合圖2與圖3的研究結果顯示，雖然塑料結晶度與機械性質有正相關性，但值得注意的是，當塑料回收次數到達四次以上，機械性質便開始下降，表示塑料回收經歷多次熱歷程，結晶度雖然有提升現象，但塑料同樣經歷多次粉碎（外力作用），導致產品機械性質產生下降趨勢。相信，透過可視化射出成型技術建立循環再利用塑料材料成型特性數據，對產業需求有正面助益。
結語
本研究透過不同回收次數之PP塑料進行射出成型特性、模穴壓力、黏度因子與拉伸強度等變化趨勢作為探討主軸，提供產業了解在不同回收次數下之塑料特性，以支持產業需求。
此外，循環再利用塑膠材料可能來自不同的回收場域，回收塑料本身會隨批次不同，而有不同的特性（如黏度、密度、成型特性等），造成業者在進行回收塑料射出成型加工時，產品質量與特性容易產生極大的差異性與挑戰。因此，在建構循環經濟及追求凈零碳排永續發展的趨勢下，運用感測組件建立實時感測技術讓成型信息可視化，預期可加速協助業者建立測試平臺與數據庫。
隨著智能化射出成型技術的發展，結合可視化信息，讓成型信息進一步透明化，實時掌握不同批次回收塑料之特性變異，進一步透過成型參數調整，得到質量均一之射出成型產品，實現射出成型數字智能制造的目的，增加其塑料回收料再利用之價值。■
此文章摘錄自ACMT- SmartMolding雜志-(2022/12月刊)
更多技術內容請掃碼觀看
歡迎關注型創科技_ACMT技術課堂
展開 
大語言模型(LLM)在塑膠射出成型產業上的應用
除了在一般領域知識的文字生成上，對于塑膠射出成型專業領語的知識，可以透過進行微調(fine-tuning)或RAG的方式來訓練模型，使模型不僅能生成高質量的回應，還能在回應中融合最新的專業知識，滿足企業動態的需求。從而在專業領域中提供更加精確和有價值的答案。
隨著技術的不斷進步，LLM 將在產業升級中扮演愈加重要的角色，為企業帶來持續的競爭優勢，有望在更多場景中發揮更大的作用。
話說回來，你會不會覺得這篇文章也是LLM產生的呢？
利用Moldex3D和Ultrasim?優化氣體輔助射出成型制造的纖維強化塑料椅子
本案例的產品為使用BASF纖維強化塑料材料，利用氣體輔助射出成型制造的設計師椅子。然而在生產過程，發生氣體指紋效應，產品的強度因此減弱。因為椅子為設計師的作品，所以無法做設計變更，BASF工程師只能透過優化制程參數，解決氣體輔助成型帶來的挑戰，兼顧產品強度和輕量化的需求。
BASF工程師利用Moldex3D進行制程參數優化，改善氣體指紋效應。為了測試新的制程參數所生產的椅子，能符合原先規定的載重，工程師透過Moldex3D獲得重要的成型仿真數據，包含：氣體掏空處、翹曲的幾何以及纖維排向，以利提升FEM模擬的精準度。在Abaqus執行FEM分析后，結果顯示新的制程參數可以制造符合規定載重的椅子，滿足產品的輕量需求，同時也兼顧結構完整性。
展開 Moldex3D模流分析之氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模組
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 Moldex3D模流分析之氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模擬教程
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 Moldex3D模流分析之計算機輔助工程產品
Moldex3D 產品概覽
Moldex3D是塑料射出成型產業中的計算機輔助工程領導產品。 Moldex3D擁有一流的分析技術，可協助客戶模擬更廣泛的射出成型應用范圍，來優化產品設計和可制造性，以達到縮短上市時間并提高的產品投資回報率。
特色
? CAD嵌入式前處理
? 高級自動3D網格引擎
? 高解析三維網格技術
? 高效能平行運算
Moldex3D 網格
Moldex3D 網格支持各種不同的網格類型，包括 2D 三邊形及四邊形網格、3D四面體、棱柱體、六面體、voxel (brick)和金字塔型網格。Moldex3D 網格提供多種主流網格方法：純三邊形表面、以四面體為主的表面網格；純四面體網格、邊界層網格、純voxel網格、混合式實體網格及中間面簡化網格。客戶可從中選擇符合自己的特殊模擬需求來建立網格模型。
優勢
? 具有強大的網格劃分技術的前處理工具與支持不同的網格元素型態，以提高實體網格產生效率
? 可以產生純三邊形網格與四邊形為主的表面網格
? 支持自動四面體、邊界層網格、混合實體網格，與voxel型態實體網格
? 可以產生高質量的三維實體網格
? 提供自動檢核與自動修復工具以確保網格質量的分析準確性
? 以下為Moldex3D 網格支持的網格輸/入輸出格式
展開 Moldex3D模流分析之冷卻階段模溫的低溫切換
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。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 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之快速模具溫度加熱冷卻成型技術
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。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 
Moldex3D模流分析之模具溫度加熱冷卻成型技術
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。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 Moldex3D模流分析之快速模具溫度加熱冷卻成型技術
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。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 Moldex3D模流分析之塑料成型云端大數據管理平臺
此外更可提升大數據庫的完整度，讓塑料射出成型產業界的相關人員，能在眾多的歷史項目中順利取得最符合需求的素材。
Moldex3D模流分析之塑料成型云端大數據管理平臺
此外更可提升大數據庫的完整度，讓塑料射出成型產業界的相關人員，能在眾多的歷史項目中順利取得最符合需求的素材。
