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由于HTN材料的注塑是在非常高的模具溫度和熔膠溫度下進行的，因此須面對的最大問題是如何縮短冷卻時間。此案例的分析的目的是縮短生產溫控器外殼所需的冷卻時間，并幫助客戶優化其成型參數和冷卻水路。透過Moldex3D模擬分析，KOPLA驗證嵌件材料和水路設計變更帶來的效益，成功縮短冷卻時間，滿足客戶的需求。

射出制程的冷卻時間加工條件■劉文斌/型創科技 技術總監冷卻時間的介紹(Introduction to the cooling Time)塑料流動一旦接觸到模壁就開始進行冷卻，而在成形條件的計算上是在飽壓程序結束后就開始冷卻時間的歷程。模具保持密合直到冷卻時間結束，之后模具開模進行射出件的頂出動作。

圖一 利用MHC設計估算器，能立刻利用經典理論求得指定參數的理論值塑件冷卻時間理論計算在射出成型中，冷卻時間是影響產品質量與產能的重要因素。在成型周期中，冷卻到開模并取出塑件將占據絕大部分的時間，若能正確的評估冷卻時間，將有效的提高產能，降低時間成本。塑料是熱的不良導體，塑件的厚薄將會影響冷卻效率。

圖一 利用MHC設計估算器，能立刻利用經典理論求得指定參數的理論值塑件冷卻時間理論計算在射出成型中，冷卻時間是影響產品質量與產能的重要因素。在成型周期中，冷卻到開模并取出塑件將占據絕大部分的時間，若能正確的評估冷卻時間，將有效的提高產能，降低時間成本。塑料是熱的不良導體，塑件的厚薄將會影響冷卻效率。

因為唯有將成型塑件冷卻固化至具備相當剛性 (stiffness)，脫模后才可避免塑件因脫模外力產生變形。由于冷卻時間 (cooling time) 占整個成型周期約 70-80%，因此設計良好之冷卻系統可以大幅縮短成型時間，提高產率，縮短成本。設計不當的冷卻系統會使成型時間拉長，增加成本；冷卻不均勻更會進一步造塑件的翹曲變形。

大綱射出成型中，質量不佳的冷卻系統會導致溫度分布不均，造成冷卻時間延長，以及翹曲增加；有銳角的冷卻水路更會提高應用上的難度。冷卻水路的優化，過去需要耗費大量的資金和時間；但在導入Moldex3D后即可大幅改善這些問題、縮短優化流程，并減少資源的消耗。在本項目中，BME團隊提出運用智慧成型以簡化工作流程的想法，并說明如何藉由冷卻優化來程節省制造時間。

挑戰 受限于傳統水路設計，冷卻時間過長 需要提升冷卻效能，縮短冷卻時間解決方案利用Moldex3D eDesign設計出優化異型水路，成功縮短冷卻周期。

二、可能出現問題的原因 (1).彎曲是因為注塑件內有過多內部應力。(2).模具填充速度慢。(3).模腔內塑料不足。(4).塑料溫度太低或不一致。(5).注塑件在頂出時太熱。(6).冷卻不足或動、定模的溫度不一致。(7).注塑件結構不合理（如加強筋集中在一面，但相距較遠）。 三、補救方法 (1).降低注塑壓力。(2).減少螺桿向前時間。(3).增加周期時間（尤其是冷卻時間）。

冷卻時間驗證 ( Cooling Time Validation )最后，由于冷卻時間不夠的話，容易造成產品收縮變形以及計量時間不足問題；而冷卻時間過長的話，整體生產周期會太長，進而造成成本的增加，因此在 冷卻時間驗證 的頁面中，會幫助使用者快速訂定出最適當的冷卻時間。

冷卻時間驗證 ( Cooling Time Validation )最后，由于冷卻時間不夠的話，容易造成產品收縮變形以及計量時間不足問題；而冷卻時間過長的話，整體生產周期會太長，進而造成成本的增加，因此在 冷卻時間驗證 的頁面中，會幫助使用者快速訂定出最適當的冷卻時間。

冷卻： 在保證高光外觀的前提下，權衡冷卻時間對效率的影響。

水是冷卻的介質，冷卻液入口溫度、冷卻液雷諾數分別控制為為25 °C、10000。分析參數的設定仿真實驗的上飾板骨架選擇的是PP材料，包覆層選用的是TPE材料。上飾板骨架的成型過程是一種普 通的注塑成型，具體來看選擇的是「 熱塑性注塑成型」工藝類型，該工藝類型的分析序列為「冷卻+填充+保壓+翹曲」。對于.

使用高光注塑技術就可以很好地解決此問題。高光注塑的工藝原理：在合模前及合模過程中對模具進行加溫、合模完成后，溫度達到設定條件即進行注射。注射過程中模具繼續維持高溫，這樣可以使膠料注射時在模具內保持很好的流動性。注射完成，在保壓冷卻時，則對模具進行降溫處理，又可以大大縮短制品的冷卻時間，從而提高生產效率。蒸汽無痕高光注塑技術目前在國內尚屬于一項先進的生產工藝。

2、采用優良設計、新技術的模具：模具的加熱或冷卻時間，直接影響著生產效率及能耗，例如采用感應加熱、變流量冷卻水，以及下圖中的冷卻水道設計，都非常有效。 3、設備全面優良的潤滑：設備運轉中的摩擦不可避免，摩擦產生能耗、降低生產效率，有數據表明，采用高品質潤滑劑可減少設備能耗3%以上。

09 保壓時間 保壓時間和冷卻時間的長短也對塑件的質量產生直接影響。縮短保壓時間，會使模腔壓力降低加快，有可能產生倒流,使塑件產生縮孔、凹陷等缺陷，并影響塑件尺寸的穩定性。 加長保壓時間，可提高塑件尺寸的穩定性避免上述缺陷的發生，得到致密的產品。同時會使模腔壓力提高，改變由于溫度不均而產生的內應力。

因此一般來說，在保證材料熔融的前提下，螺桿轉速設定在使計量時間稍短于冷卻時間即可。 總結： 注塑工藝中注塑溫度、注塑速度和壓力、模具溫度、保壓、螺桿轉速等均會對PC/ABS的電鍍性能產生影響。 而最直接的不良影響就是過高的產品內應力，內應力過大會影響到電鍍粗化階段的刻蝕的均勻性，進而影響到最終產品的電鍍結合力。

如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。所以要將模具與機板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預熱時間。

根據材料特性和工藝經驗設定以下參數：充填時間1.2 s，保壓時間10 s，最大保壓壓力170 MPa，實際保壓力以最大保壓壓力百分數表示設為49.3%，塑料溫度195℃，模具溫度40℃，冷卻時間9 s，開模時間3 s。分析順序自定義為冷卻、充填分析、保壓分析、冷卻、翹曲變形。

減少冷卻時間，更早地推出零件，以避免多余的收縮現象產生 當開裂產生在表面（細小的縫隙，多產生在零件完成的幾天，幾個月，幾年之后）開裂的原因是零件表面的材料，分子的方向和排列。塑料零件的材料表面都會有壓力存在，隨著日曬，氧化以及其它不可避免的化學反應的發生，表面材料的力度會降低，于是內部的壓力將表面材料撕裂，產生了表面的開裂。

對于熱塑性塑料用注塑模，主要是設計冷卻系統使模具冷卻（也可對模具進行加熱）。模具冷卻的常用辦法是在模具內開設冷卻水通道，利用循環流動的冷卻水帶走模具的熱量；模具的加熱除可利用冷卻水通熱水或熱油外，還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。