真空輔助成型
關注創建者：晉源貔貅 創建時間：2018-07-17
真空輔助成型的實例教程
實驗方法則為真空輔助樹脂轉注成型(VARTM)(圖二)。
圖一 三明治結構模型：(a)示意圖、(b)對象實體照及(c)仿真中的實體網格。
圖二 本案例之實驗方法
清大團隊使用有限體積法，分別模擬樹脂在PVC芯材中含纖及不含纖(例如刻溝)區域時的流動行為(圖三)。芯材尺寸為480×320×10.2 mm3。芯材中有兩種刻溝，其中長方形的刻溝寬1 mm、深8.2 mm，以縱橫交錯方式排列，兩條最接近的平行刻溝距離約為29 mm；此外有408條垂直圓柱形刻溝， 直徑2 mm、深10.2 mm，平均分配在芯材中。清大團隊以達西定率模擬樹脂流動。在設計完芯材結構之后，藉由達西定律以等效滲透率對通道內部的流動行為進行建模。這樣可以使用相同類型的控制方程式來設計整個模擬，使邊界條件的設置相對容易。
圖三 實體網格及仿真屬性設定
將模擬結果與實驗結果進行比較以說明該模型的可行性，結果顯示，仿真的流動模式成功證明了實際觀察到的流動模式（圖四）。 此外所提出的模擬架構也具備處理多種芯材和纖維組合的彈性，是產業應用中非常需要的功能。
圖四 實驗與模擬結果的流動波前時間比較
結果
本研究中，清大團隊藉Moldex3D RTM模塊獨特的等效滲透率功能，精準的仿真PVC 芯材里刻溝與流道的流動特性，模擬與實驗結果高度相符。由于現場實驗只能將攝影機架設于產品上下，而無法觀察到芯材內部的流動情況；但透過Moldex3D可視化平臺，便可有效解決這項難題。清大團隊期望藉由此模擬技術被廣泛應用于風電和汽車等復合材料產業，有效的協助廠商縮短優化周期。
展開 模具廠生產管理流程
真空抽氣輔助成型
現代模具的高壓高速射出成型（Vacuum Assisted Molding），即真空抽氣輔助成型技術在塑料模具制造中的運用越來越重要。真空抽氣輔助成型是指在射出前以及射出過程中，能及時排除模腔里的氣體,提高良品率。采用真空抽氣輔助成型技術，可以使分型面上的排氣保持清潔,減少母模面因氣體覆蓋被“電鍍”的程度,減少模具清洗頻率,防止因氣體聚集導致的局部“熱斑”,允許更多的有效結合線,使填充和保壓的壓力更低,從而縮短了成型周期,延長了模具壽命。
快速模具
快速模具技術是縮短模具開發周期的有效手段之一。與傳統模具加工技術相比,快速經濟制模技術具有制模周期短、成本較低、精度和壽命能滿足生產需求的特點,是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術。
隨著現代塑料模具向高精密模具結構發展,多色模具、迭模、IMD模具已經層出不窮。只有應用三維CAD/CAM系統和先進的生產管理系統,并且在CAD/CAM系統基礎上,加入同步工程概念,以將各項制造工序充分地聯系起來,才能適應千變萬化的市場需求。
展開 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 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 Airtech 先進材料集團推出用于熱塑性成型工藝的超高溫真空袋裝材料，最高溫度可達427°C。
它是一種高性能離型膜，兩面處理，固化溫度高達405°C。熱酰亞胺RCBS是在熱塑性材料和其他高溫應用的成型過程中使用的離型膜。
優點：
耐高溫薄膜可在高溫下安全使用
優異的固化部件釋放，因此薄膜可以輕松快速地脫落
在簡單的輪廓形狀上施加壓力的靈活性。
它是新一代密封帶，適用于高達427°C的高溫應用。當應用于熱酰亞胺時，它可以快速建立粘性。對高溫裝袋膜具有良好的室溫粘附性，減少了真空袋高溫部件所需的時間。
優點：
最容易使用高溫膠帶
與聚酰亞胺薄膜粘合良好
與傳統產品相比，改善了高溫性能
Airweave UHT 300PGL和Airweave UHT 450PGL
它們是優質的非織造混紡玻璃纖維呼吸器，適用于超高溫應用。使用這些呼吸器代替編織玻璃纖維呼吸器更安全。它們使真空袋和任何半徑更容易過渡。一層可為427°C提供良好的呼吸。Airweave UHT 300PGL和Airweave UHT 450PGL設計用于高溫熱固性和熱塑性樹脂系統。
優點：
無紡布呼吸器結構優于編織玻璃纖維
超高溫呼吸器，適用于熱塑性塑料等應用
在非常高的溫度下保持真空水平
玻纖https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2887
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氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模塊 (GAIM and WAIM)
氣體／水輔助射出成型簡介
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氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模塊 (GAIM and WAIM)
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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（GAIM/WAIM）有助提高產品質量，還可達到節省材料、成本及減輕產品重量目的而被廣泛運用。在氣體/水體射出階段時，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。此制程依據流體注入的時間點，可分成短射法與滿射法。
滿射回沖(Push-back)制程為從另一側注入氣體/水體，將熔膠推至噴嘴處。利用回沖技術
為什么使用氣體輔助射出成型模擬?
氣體輔助射出成型 (GAIM) 是在充填階段將氣體引入模穴內的過程，利用壓縮氣體來作為保壓媒介，確保厚件的尺寸穩定性和增加其機械強度，減少因壓力變化和殘留應力產生的翹曲及凹痕。在氣體輔助射出成型制程中，塑料產品開發者可有效降低射壓和節省原料，兼顧節能和產品輕量化的優勢。但是氣體和熔膠鮮明的物理性質差異，卻使得穩定導入氣體成為制程中的一大挑戰。
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
若使用傳統的量測方法，例如真空輔助樹脂轉注成型(VARTM)，需要將真空袋將打開的模具密封，以制造出一真空環境，此過程不但費時費工且容易產生人為錯誤。
有鑒于此，Moldex3D材料科學研究中心導入了EASYPERM(圖一)，以提升復合材料的量測能力。
大綱
為能大幅降低能源的消耗與成本的花費，氣體輔助射出成型(GAIM)工藝在業界已逐漸被廣泛的運用。以生產制造影像產品、機殼產品、電源產品和發光二極管(LED)的光寶科技也將此工藝技術應用在其產品的生產上，并同時使用Moldex3D的氣體輔助射出成型(GAIM)模塊來進行產品驗證及工藝優化。通過模流分析，光寶科技可以在實際生產前就了解氣體穿透塑件的行為，并及時調整和優化成型條件，來達到節省材料
實驗方法則為真空輔助樹脂轉注成型(VARTM)(圖二)。
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圖二 本案例之實驗方法
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開啟復材成型更多可能
Moldex3D提供多種復材產品及制程3D模擬，包括長、短纖射出成型、SMC／BMC／GMT／D-LFT等壓縮成型、多種RTM制程（真空輔助樹脂轉注成型、高壓樹脂轉注成型、濕式壓縮樹脂轉注成型、壓縮樹脂轉注成型等）與熱塑碳纖板復合成型（Hybrid molding）等。
