塑膠產品
關注創建者：CAE愛好者999號 創建時間：2017-04-11
塑膠產品的實例教程
塑膠產品結構設計要點
1．膠厚（膠位）：
塑膠產品的膠厚（整體外殼）通常在0.80-3.00左右，太厚容易縮水和產生汽泡，太薄難走滿膠，大型的產品膠厚取厚一點，小的產品取薄一點，一般產品取1.0-2.0為多。而且膠位要盡可能的均勻，在不得已的情況下，局部地方可適當的厚一點或薄一點，但需漸變不可突變，要以不縮水和能走滿膠為原則，一般塑料膠厚小于0.3時就很難走膠，但軟膠類和橡膠在0.2-0.3的膠厚時也能走滿膠。
2．加強筋（骨位）：
塑膠產品大部分都有加強筋，因加強筋在不增加產品整體膠厚的情況下可以大大增加其整體強度，對大型和受力的產品尤其有用，同時還能防止產品變形。加強筋的厚度通常取整體膠厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍則容易縮水。加強筋的高度較大時則要做0.5-1的斜度（因其出模阻力大），高度較矮時可不做斜度。
3．脫模斜度：
塑料產品都要做脫模斜度，但高度較淺的（如一塊平板）和有特殊要求的除外（但當側壁較大而又沒出模斜度時需做行位）。出模斜度通常為1-5度，常取2度左右，具體要根據產品大小、高度、形狀而定，以能順利脫模和不影響使用功能為原則。產品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度為宜，以便產品開模事時能留在后模。通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下斷差（即大端尺寸與小端尺寸之差）單邊要大于0.1以上。
4．圓角（R角）：
塑膠產品除特殊要求指定要銳邊的地方外，在棱邊處通常都要做圓角，以便減小應力集中、利于塑膠的流動和容易脫模。最小R通常大于0.3，因太小的R模具上很難做到。
展開 塑膠產品外觀白痕解決方向
■型創科技 / 羅偉航 應用工程師
前言
塑膠外觀問題有很多類型，最常見的就是縫合線問題，這也是最容易找出原因的外觀問題，一般通過提高模溫、改變澆口位置或者通過引流到非外觀面的方法都能有效解決。但有時候產品外觀會出現一些令人感到頭痛困惑的問題，無論怎么調參數，改了多少次模具，都還是會出現。這就是我們今天要講的白痕/發白/“氣紋”問題。
為什么外觀面會發白？
這個缺陷用黑色料會更加明顯，打出來很容易看到一圈或一塊發白痕跡（圖1），現場的師傅或設計人員對產生發白痕跡的原因都有自己的見解，有的說這是“氣紋”，有的說是材料導致的白霧，因為這類發白的地方離澆口都比較近，所以有些師傅在無法通過參數調好時，都會要求模具部改澆口。假如是“氣”造成的問題，那么可以通過以下方法來排查：
1.空射材料，看出來的料是否有很濃的白氣、水蒸氣。
2.射出的時候，炮筒是否會時不時發出劈里啪啦的響聲。
3.如果是瓦斯氣殘留造成，則在模具表面用清洗劑擦拭后再射出10模，看是否還有缺陷。
假如有前兩點的情況發生，則可以從材料方面入手，測量材料的含水率是否過高。但是假如這三點都沒有發現問題，則基本可以排除“氣”的問題。
圖1.發白痕跡
那么為什么會出現這種發白的問題呢？像圖1這個產品，它的澆口在上方的非外觀面，我們通過打短射樣件發現該白痕在充填開始就存在。說明這個問題和后面的保壓階段無關。既然問題出現在充填階段，我們就需要了解一下熔膠在普通注塑下的流動行為。（圖2）這是熔膠在模穴內的流動，我們稱為噴泉流場。熔膠在模穴內分為三層：固化層、剪切層、中心流動層。由于塑膠加工溫度一般在230~320℃之間，而模溫在40~80℃之間，所以熔膠在接觸到模壁的時候會迅速冷卻，形成一層固化層。
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射出成型的過程中易因高剪切流動、不均勻冷卻或結晶作用等因素影響,而在成品內產生殘留應力;殘留應力容易使成品發生翹曲變形現象,影響產品的精度及強度要求,且對于后續的接著、涂裝等加工都將造成不良影響。對于透明光學應用產品,更會因殘留應力造成光散射,影響到產品的光學特性。所以了解殘留應力發生之原因及解決方法,將有助于成型更好的塑膠產品。
課程大綱
何謂殘余應力及殘余應力的量測方法
注塑成型條件對殘余應力之影響
應力痕發生原因之探討
案例分享
利用儀器直接觀測透明塑件應力
2.4.2塑膠產品結構的要求
注射成型的塑膠產品要合符注射成型的工藝要求及模具結構和制造盡可能簡單的要求。
從注射工藝的要求上分析，塑膠產品的結構應具備以下特點：
① 塑膠產品的壁厚要恰當，即不能過薄又不能過厚，一般在1 ~ 6mm范圍內表2-3 是常用塑膠材料的壁厚值。（表2-3）
② 盡量使用圓角去代替尖銳的角，以利于塑膠的充模。
③ 設計加強筋加快填充及以增加塑膠產品的強度和剛度。圖2-1表示了加強筋的一般不會出現注塑缺陷的尺寸。
一般原則是要求保證加強筋的大頭尺寸，在（0.5 ~ 0.7）t的范圍內，且加強筋大頭的尺寸等于塑膠產品圖筋位的名義尺寸。如果加強筋落在曲面上，且較深時，從制造的角度考慮應給出筋小頭的尺寸。并且小頭尺寸不應小于表 2-3 推薦的最小壁厚，拔模角在1°~ 5°范圍內給出。此時，如果大頭的尺寸超出了塑膠產品圖筋位的名義尺寸需要和客戶達成共識后調整。
從模具結構和制造上分析，塑膠產品的結構要具備以下特點：
1） 塑膠產品要有足夠的拔模角，以利于塑膠產品從模腔及模呵上脫出，表 2-4 是塑膠產品的單邊脫模角的推薦值。蝕紋表面的脫模角，參見附錄六
2） 鉤、扣位工藝孔
塑膠產品的鉤位、扣位等結構有些是通過前后模插穿實現的。下圖是鉤位、扣位的合理設計例子：(圖2-2示)
3） 落在曲面上的孔，孔口要倒角，以避免出現尖銳的膠位。
展開 透明塑膠光學產品的殘留應力定性分析
■型創科技 / 劉文斌 技術總監
前言
當塑膠成品在應用上發生破裂或破壞時，就材料力學的觀點而言，即表示該塑膠件在破壞區域上，其所承受之應力數值總合超過了材料本身的物性強度數值。因此要解決成品在使用上的破壞或破裂問題，就必須要從增加材料物性強度或減少成品應力值來著手。塑膠制品承受的應力作用通常可依應力來源區分為「外部應力」及「內部應力」兩種，「外部應力」是成品在使用時所遭受之外力作用，此部分將視產品應用場合而定（例如塑件使用上遭受碰撞、荷重、嵌合等），通常是無法控制其程度，一般產品設計者會依照常態之外部應力值，乘上一安全系數值來設計產品的結構強度。而內部應力通常是成品在加工成型過程中所產生而留存在塑件成品內部（稱為塑件的殘留應力或成型應力）。所以要有效解決塑膠成品的破壞問題，唯有降低應力作用或提高材料強度兩種方法。
然而對于塑膠成型加工業者而言，如何使用較適當之加工條件，來防止材料強度降低及避免在加工時產生過大殘留內部應力則是現場加工人員最重要的議題。殘留應力就是指在塑膠成型過程中，因加工條件造成分子結構不是處在其最低能量的最穩定狀態下，分子鏈可能是受到流動定向影響或是受到周圍分子鏈之冷卻拘束，而呈現不穩定之高能態狀況。所以一旦有外界能量再度給予此受應力作用的分子鏈具備有足夠的動能，則此分子將極易釋放出應力而達到其最穩定的最低能階組態。塑膠成品中的殘留應力通常難以透過肉眼進行觀察，往往是在進行成品后加工制程時發生了問題或是在使用時產生了破壞，才會被發現，所以塑膠加工成型業者如何在成型階段或是在加工生產在線，藉由成品之觀測來迅速獲得殘留應力的分布信息，是目前加工上相當重要的技術。
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塑膠產品的最新內容
6天密集研修，覆蓋從塑膠/沖壓產品設計、注塑成型分析、模架與結構設計、料帶設計到銑削加工的體系化深度培訓。
<p class="ql-align-center"><br></p><p>塑膠零部件產品在需要散熱、通風或者多信號接入時，局部會有很多小孔或者柵格，如下圖所示，此時如果進行模流分析，網格的數目會急劇上升，分析時間較長；</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202503/22b5a7665afbdfbdc820ad801e1b8c47.
</p><p>? 直接觀察塑膠產品殘留應力分布。</p><p>? 背光式光源模塊適用于各式透明塑件。</p><p>? 手提式設計，重量輕盈，攜帶方便，可在成型機臺旁實時使用。
例如，我嘗試在ChatGPT上詢問（如圖2所示），我的提問是：「我有一個塑膠射出的產品，使用的材料是ABS，使用的加工溫度是220°Ｃ，生產出的產品會有白色的流動痕跡，請問該如何處理？」從ChatGPT的回答中，條列了各種可能性，但是沒有辦法得到一個明確可行的作法。如果回覆的內容是之前企業內部遇到問題的解決方法，那對我將會是很大的幫助。
在塑料制品的生產和應用過程中，殘余應力是一個不容忽視的問題。它可能導致產品性能下降，甚至引發變形或裂紋。因此，理解殘余應力的來源并采取有效措施至關重要 。
課程時間：2024/4/29(周一) 20:00 開播（私信獲取直播間鏈接）
課程大綱:
何謂殘余應力及殘余應力的量測方法
注塑成型條件對殘余應力之影響
應力痕發生原因之探討
案例分享
</p><p><br></p><p>這種工藝主要應用于新產品的開發和小批量生產場景，因為它能夠制作出性能接近開模注塑產品的塑膠件。此外，硅膠復模還允許進行色彩搭配,根據客戶需求滿足多樣化的制作需求。
■型創科技 / 劉文斌 技術總監
前言
當塑膠成品在應用上發生破裂或破壞時，就材料力學的觀點而言，即表示該塑膠件在破壞區域上，其所承受之應力數值總合超過了材料本身的物性強度數值。因此要解決成品在使用上的破壞或破裂問題，就必須要從增加材料物性強度或減少成品應力值來著手。塑膠制品承受的應力作用通常可依應力來源區分為「外部應力」及「內部應力」兩種，「外部應力」是成品在使用時所遭受之外力作用，此部分將視產品應用場合而定
圖8、圖9參考文章《塑膠產品外觀白痕解決方向》—羅偉航，https://dafpl.xetlk.com/s/2DQ44D
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3、應用范圍廣
閃測儀廣泛應用于3C電子零件、精密五金配件及塑膠產品等常規尺寸的快速、批量測量，像一些精密螺絲、手機外殼、手機玻璃、精密彈簧、齒輪、精密五金配件等尺寸較小的產品及零部件需要批量測量時，閃測儀則是一個很好的選擇。
通過上面兩個例子，也可以說明MoldFlow報告中，V/P切換時，流道平衡產品會出現壓力不一致的情況，這種情況從CAE分析理論很難解釋（現實中到容易，比如兩側的熱流道、溫度、光滑度等不一致等等），出現這類情況的根本原因就是因為網格質量（各塑膠產品網格不一致等）和求解器的穩健性（計算誤差控制不合理）導致！
