聚氨酯發泡產品
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-29
聚氨酯發泡產品的實例教程
為什么使用化學發泡分析?
化學發泡成型是模穴先透過熔膠做部分填充，再由化學發泡反應所產生的氣體導致材料膨脹使得模穴完全填充。聚氨酯（PU）發泡成型是化學發泡成型中常見的成型方式。一般PU發泡的產品可分為兩類：剛性發泡和軟性發泡。 剛性發泡產品變型后無法復元；但軟性發泡產品在施力產生變形后，可以恢復到原始狀態。聚氨酯發泡產品的優點是可以讓產品本身減輕重量，節省材料成本，并且增加使用舒適性，具有抵抗腐蝕性、隔熱和吸音的效果。
挑戰
? 成形條件難以掌控（熱力分析中的不穩定狀態難以控制）
? 未知的發泡過程（對于溫度與壓力變化的不確定）
? 期望發展可靠的CAE技術
Moldex3D 解決方案
? 透過發泡動力學分析不同產品所經歷的化學發泡過程
? 支持發泡旋轉成型
? 模擬成型過程中的充填行為并預測最后的產品重量
? 估算氣泡大小、數目、密度分布等結果，評估產品減重比率
? 透過重力和逃氣位置分析可優化澆口位置
? 可視化發泡動力所影響的密度變化
? 可評估發泡轉化率與熔膠轉化率的影響
發泡轉化率 轉化率
應用產業
? 汽車工業（儀表板，方向盤，座椅）
? 制冷工業（冰箱保溫層，保溫夾層）
? 制鞋工業（鞋底）
? 醫療工業
展開 為什么使用化學發泡分析?
化學發泡成型是模穴先透過熔膠做部分填充，再由化學發泡反應所產生的氣體導致材料膨脹使得模穴完全填充。聚氨酯（PU）發泡成型是化學發泡成型中常見的成型方式。一般PU發泡的產品可分為兩類：剛性發泡和軟性發泡。 剛性發泡產品變型后無法復元；但軟性發泡產品在施力產生變形后，可以恢復到原始狀態。聚氨酯發泡產品的優點是可以讓產品本身減輕重量，節省材料成本，并且增加使用舒適性，具有抵抗腐蝕性、隔熱和吸音的效果。
挑戰
? 成形條件難以掌控（熱力分析中的不穩定狀態難以控制）
? 未知的發泡過程（對于溫度與壓力變化的不確定）
? 期望發展可靠的CAE技術
Moldex3D 解決方案
? 透過發泡動力學分析不同產品所經歷的化學發泡過程
? 支持發泡旋轉成型
? 模擬成型過程中的充填行為并預測最后的產品重量
? 估算氣泡大小、數目、密度分布等結果，評估產品減重比率
? 透過重力和逃氣位置分析可優化澆口位置
? 可視化發泡動力所影響的密度變化
? 可評估發泡轉化率與熔膠轉化率的影響
發泡轉化率 轉化率
應用產業
? 汽車工業（儀表板，方向盤，座椅）
? 制冷工業（冰箱保溫層，保溫夾層）
? 制鞋工業（鞋底）
? 醫療工業
展開 聚氨酯發泡制程示意圖
轉注成型是一種廣泛應用于橡膠加工產業的制程，而發泡橡膠則常被用來生產汽車、電子、建筑等產品。但是當橡膠加入發泡劑時，其制程會變得與傳統轉注成型的有點不同。如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。柱塞之后則快速回抽讓原來料槽變得像是溢流區，以此釋放模穴中發泡過程產生的多余壓力來強化發泡產品的質量。
轉注成型的化學發泡制程可視化
(Ref: Groover, M. P. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems. John Wiley & Sons, Inc., (2010))
壓縮成型也可以用作發泡熱固產品的制程，但預填料不是由柱塞而是由加熱后的可動式模座來擠壓成型。于此將不會有回抽的程序，故預填料的量會需要更好的控制。
壓縮成型的化學發泡制程可視化
(Ref: Groover, M. P. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems. John Wiley & Sons, Inc., (2010))
Moldex3D化學發泡成型模塊功能介紹
Moldex3D的化學發泡成型模塊 (CFM) 支持聚氨酯化學發泡產品的制程仿真，包含了射出型(沒壓縮區)、轉注型與壓縮型。在設計與3D模擬方面，通過充填/熟化的分析，用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外，Moldex3D化學發泡成型模塊提供智能化的精靈工具和前后處理器，能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
1.
展開 化學發泡成型概論
化學發泡成型（Chemical Foaming Molding, CFM）是藉由化學反應產生氣體而達成填滿模穴的成型工藝，聚氨酯(polyurethane, PU)發泡成型為化學發泡成型中最常見的一種。聚氨酯發泡體根據其機械性質可區分為硬質及軟質發泡體兩大類，硬質發泡體為施加載重后會破壞而不能回復者，軟質發泡體則為去除載重后會回復原形，并具可撓性與高彈性。聚氨酯發泡體可應用于汽車工業如儀表板、方向盤、座椅，冷凍工業如冰箱的隔熱層、保溫夾層，制鞋工業如鞋底，與醫療工業如病床床墊、手模等等。聚氨酯樹脂為主要為由含有OH基團的聚酯或聚醚類等多元醇(Polyol)與異氰酸酯 (Isocyanate) 反應而成，藉由此反應可使分子成長，并形成交聯的網狀結構。若原料加入水作為發泡劑，異氰酸酯則與水反應產生CO2并形成多孔隙之聚氨酯發泡體。藉由原料成分或比例配方的改變，可制造出具有不同密度的硬質或軟質聚氨酯發泡體。
聚氨酯發泡成型的基本制程為，將多元醇、異氰酸酯，與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿，接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體，聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高，進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中，直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
展開 化學發泡成型概論
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聚氨酯發泡成型的基本制程為，將多元醇、異氰酸酯，與水等原料混合均勻后注入模穴。通常注入階段不會完全填滿，接著再藉由發泡膨脹填滿模穴剩余的空間。在此過程中聚氨酯會因化學發泡反應釋出二氧化碳氣體，聚氨酯的黏度也會因交聯反應的進行而不斷升高。同時化學反應導致的放熱效應也會使模內溫度增高，進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入于聚氨酯中，直到模穴內充滿聚氨酯泡沫或聚氨酯完全固化為止。
化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。
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