流動平衡
關注創建者：陸姐說 創建時間：2018-12-27
流動平衡的視頻教程
注塑模流分析現狀及發展方向
自動化排程計算、并行計算等前沿技術，一起跟大家共話注塑模流分析現狀與未來 直播分享內容： 1·注塑模流分析在模具設計中的應用 ①應用場景：圍繞注塑模流分析的概況展開 ②內容與格式：模流分析報告格式內容 2·注塑模流分析的發展歷程 ①使用的模具分析原因 ②常用的軟件介紹 ③建模方式 3.注塑模流分析主要解決的問題 ①常見缺陷 注塑常見缺陷困氣、縫合線、冷卻不均、翹曲變形，流動不平衡等
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流動平衡的實例教程
圖六 透過流道翻轉設計，通過閥針后的溫度差異減少(左)，進而改善流動平衡(右)
圖七 設計優化后，流動平衡明顯改善(右)
飛綠團隊透過Moldex3D的分析及一系列低成本的實際驗證，找出造成產品問題的根本原因，并藉此改善了閥針設計，使得流動不平衡不良率從100%降低至0%；實際生產總不良率降至0.05%，避免無效的生產和成本的浪費。
結果
透過Moldex3D的流動及Hexa-based網格技術，飛綠工程師能夠仿真產品的流動不平衡現象、找出引發轉角效應的原因，并呈現高解析的溫度分布情形。此外經由比對模擬分析和實驗結果，也證實閥針的設計是造成流動不平衡的關鍵。Moldex3D協助飛綠團隊優化流道設計，降低熔膠通過閥針后的溫度差異，進而改善流動平衡。
展開 圜達團隊使用Moldex3D分析并設計變更出解決方案，使充填產品流動平衡及縮短成型周期，并改善包封、結合線、缺料等外觀缺陷，應用模流分析來提升產品之良率及降低成本。
挑戰
改善包封、結合線、缺料等缺陷
改善流動不平衡之流道
縮短周期時間
解決方案
圜達團隊藉由使用Moldex3D分析來幫助改變并設計流道位置，使產品充填時流動平衡，并降低殘留應力及縮短成型周期。后又藉由增加溢流區及變更產品外型等設計，來改善包封、縫合線、缺料等外觀缺陷。最終應用Moldex3D將整體良率提升了39.68%，生產周期也降低16%。
效益
有效控制縫合線位置
流動平衡
減少澆道料頭節省材料
縮短成型周期
提升良率
案例研究
本案例之T3C輕觸零件尺寸為3mm * 2mm * 0.6mm，模具為八個模穴的設計(圖一)，內側模穴的平均厚度為0.06~0.09mm，使得制造技巧難度較一般產品高。
圖一 本案例產品之原始設計
經由Moldex3D模擬，發現確實有流動不平衡的問題。由于魚骨型的流道設計，造成內側的塑料會流動得比外側還要快(圖二)。
圖二 分流道區域有流動不平衡的情形
此外因流道區域的最大冷卻時間過長，使得成型周期也連帶拉長，達到7~8秒(圖三)。
圖三 仿真顯示冷卻時間過長
進一步觀察到縫合線(圖四紅線處)集中在產品背部凹孔處，此將導致流體容易滲入，使產品導通不良。
圖四 潛在的縫合線位置
此外，最大剪切應力(圖五)約為6MPa也過高，將使塑料產生裂解及過多殘余應力。
圖五 產品有過高的剪切應力
仿真結果及實驗都清楚顯示，流道設計為影響流動不平衡的主因。因此根據Moldex3D的分析及多次實際驗證結果，設計了新的流道以取代原始方案。
展開 大綱
本案例為生產消費性家庭用之易撥罐，如圖一所示，主要功能為盛裝食物或原料的食品儲存用容器，由于產品為狹長型罐身，決定了公模仁的結構與剛性，在射出過程中模壁易形成模內壓，以及因流動不平衡導致公模仁翹曲，進而產生產品肉厚偏移及嚴重的包封和結合線問題。在本研究中，飛綠股份有限公司使用 Moldex3D，優化模具設計與射出成型制程，改善狹長形罐身問題所造成的成型缺陷，提升產能與質量的穩定度。
挑戰
? 改善縫合線、包封…等外觀缺陷
? 降低產品肉厚偏移的問題
解決方案
飛綠股份有限公司使用 Moldex3D Advanced 和型芯偏移模塊進行流固耦合分析來診斷公模仁位移的問題，使用雙流閥針式熱流道改善流動平衡，另外也透過變更產品肉厚、公母模溫等設計，來改善產品結合線與優化流動平衡問題。
效益
? 有效優化流動平衡，控制公模仁型芯偏移問題
? 消除結合線，預防產品破裂
? 符合產品外觀質量要求
? 生產良率由0% 提升至99.7%
案例研究
本案例藉由模流分析結果解析熱流道形式對流動平衡與模具鋼材、公模仁平移量，及利用正反操作側模具溫差觀察公模仁翹曲效應，進而評估各項差異并找出最佳組合參數，克服狹長幾何之公模仁所造成的潛在缺陷。第一部分，如圖三所示，分別以兩種熱流道形式觀察轉角溫度效應造成的流動不平衡，結果發現使用TypeA單流閥針，會導致內外兩側溫度分布差異，使熔膠在流道內發生轉角效應，導致流動并非完全平衡。而使用Type B雙流閥針式平衡度即獲
得改善，成功改善流動不平衡缺陷。
圖三 不同流道形式之溫度與流動波前比較
在第二部分，為了解決公模仁翹曲現象，團隊分別觀察模具鋼材、公模仁平移與正反操作側模溫對型芯偏移之影響。
展開 產品流動平衡問題是最簡單的，同時也是最基礎的，很多人都了解也很熟悉。下面就簡單介紹一下流動平衡的案例：
來源：模流分析Moldflow
一模八穴短射樣品的重量平均數據作圖
多模穴模具在設計上的先決條件是需要設計成幾何平衡，也是在流道的lay-out 設計上，由豎澆道(sprue)到達各模穴的澆口距離，需要設計成流動長度是一樣的，所以幾何平衡在理論上如果各分流的熔膠質量相同，那在射出過程中到達各模穴，甚至到達射出充填結束時，各模穴的射出狀況與條件都應該是相同的。所以流道的幾何平衡設計對于多模穴模具是首要的設計準則。
決定多模穴平衡性的實驗程序
將飽壓壓力條件設定為0
將飽壓作用時間條件設定為0
將螺桿塑化后退延遲時間設定成預估的保壓時間近似值
設定冷卻時間約為此產品足夠冷卻可頂出的時間
將射出速度條件設成由塑料黏度曲線研究上所得到的射出速度值
其余的射出條件設定與另一文件- 黏度研究所使用條件相同，開始進行射出實驗
調整切換VP位置，以得到射出短射樣品，若有不平衡現象則以最大量模穴樣品產生短射件的條件進行樣品射出 取樣
以所決定的條件進行樣品射出 ，取得三模樣品將各模穴樣品重量平均后作成數據表格。
如何使用實驗信息
檢查多模穴充填實驗各模穴樣品的重量偏差值的最大值與最小值，在大部分多模穴模具案例中一般偏差值不會超過5%。對于精度要求較嚴格的產品一般偏差值會要求在3% 以內，但如果成品沒有精度要求那偏差值超過5% 有時也是可以接受的。
下列事項需要加以考慮
非結晶性塑料比結晶性塑料較能忍受流動不平衡性
模具精度越高多模穴的流動不平衡性會越小模穴的排氣溝設計與精度，對塑料充填影響很大，由其對于多模穴充填的平衡性也有很大影響。雖然流道尺寸與澆口大小尺寸精度已達要求，但是若排氣機構的精度有誤差，也會影響到各模穴的流動平衡性，所以也須嚴格檢查各模穴的排氣溝尺寸精確性。
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逃料設計的優化方法
逃料是指在產品中去除多余材料，使產品壁厚均勻，從而在成型過程中實現材料流動平衡，減少應力、縮水和翹曲等不良現象。從逃料形狀來看，主要分為三類基本形式。
城堡型逃料因其形狀類似城堡而得名，在實際應用中表現出良好的效果。通過采用城堡型逃料設計，兩只腳的翹曲從0.15mm顯著降低到0.08mm。
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。
?單模穴或是多模穴系統內充填與流動平衡如何掌控?
?充填過程中的溫度變化及其分布情形?
?進澆點的壓力大小及其所對應的鎖模力如何？
Moldex3D模流分析之塑化效應分析10個月前
進階熱澆道
? 穩態熱流道功能(HRS, hot runner steady)可快速預測熱流道的系統壓降、多模穴溫度分布、剪切生熱現象、熱嘴澆口出口流率，判斷家族式模穴流動平衡
? 進階熱流道(AHR)可仿真真實熱膠道系統，包括熱嘴、加熱線圈、襯套、分流板、閥針等組件，提供模具之動態溫度分布，預測熱流道系統在模座系統中的溫度控制與熱散溢等因素的的綜合表現，進而使模擬的熱流道的熔膠溫度更符合實際情境
受熱影響下的條紋級數與光彈條紋
挑戰
o 需求
? 產品微小化
? 高準確度
? 好的外觀質量
o 成型過程中會遇到的問題
? 流動不平衡
? 燒焦劣化
? 尺寸變型
? 材料相關問題
Moldex3D 解決方案
? 可視化光學塑件的充填行為
? 可視化流動導致之光程差、條紋級數與光彈條紋等光學性質
? 預測可能的成品瑕疵，包含短射、流動不平衡
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置，以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加，而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期（試模和模具制造前）修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊（RTM）支持樹脂產品的制程仿真。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置，以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加，而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期（試模和模具制造前）修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊（RTM）支持樹脂產品的制程仿真。
?單模穴或是多模穴系統內充填與流動平衡如何掌控?
?充填過程中的溫度變化及其分布情形?
?進澆點的壓力大小及其所對應的鎖模力如何？
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。
