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粉末注射成型（PIM）為傳統(tǒng)射出成型的重要衍生制程，其提供另一種解決方案，用以生產(chǎn)由金屬或陶瓷材料所制成的高精度產(chǎn)品。金屬粉末注射成型制程被廣泛應(yīng)用于消費性電子與信息工業(yè)領(lǐng)域，而陶瓷粉末注射成型制程則主要用于汽機車與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。粉末注射成型與傳統(tǒng)射出成型的主要差異在于備料（feedstock）。

為什么使用粉末注射成型(PIM)模擬?粉末注射成型(PIM)技術(shù)起源于1973年，利用金屬或陶瓷粉末加上一定量的黏著劑(binder) 共同組成置備料(feedstock)。 粉末注射成型置備料可以透過射出、脫脂與燒結(jié)等程序后，可以做出各種產(chǎn)品。粉末注射成型透過單一的加工制程直接做出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，適合大量制造，已經(jīng)廣泛使用于各種產(chǎn)業(yè)。

摘 要：選用生物降解塑料作為原材料，將構(gòu)建的國際象棋棋子三維模型導(dǎo)入Moldex3D軟件，根據(jù)模型結(jié)構(gòu)特點設(shè)計流道和冷卻水路等，修復(fù)和生成網(wǎng)格，再依據(jù)材料特性設(shè)置成型條件，模擬國際象棋的注射成型過程。根據(jù)初始模流分析結(jié)果，對流動波前溫度、充填壓力、凹痕位移和翹曲進行討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在初始成型條件下制品表面存在嚴(yán)重的凹痕和翹曲問題。

圖3 IM和ICM間總位移的比較圖4 IM與ICM總和光彈條紋的比較最終，模擬結(jié)果通過實際成型實驗的驗證，在4吋基盤上成功的制作出具有相似光條紋和光學(xué)性質(zhì)的雙面微透鏡數(shù)組(圖5)。以O(shè)KP4為材料，僅在射出成型靠近澆口區(qū)域觀察到光彈條紋，在射出壓縮成型中則并未觀察到此現(xiàn)象。如圖6所示，成型微透鏡數(shù)組展現(xiàn)了其聚焦功能和清晰的成像。

圖三 精密射出成型之Alvarez鏡片表面變形模擬結(jié)果(左)與實際測量結(jié)果(右)比較圖四 精密射出成型之Alvarez鏡片折射率分布模擬結(jié)果(左)與實際測量結(jié)果(右)比較接下來將驗證自由曲面鏡片的前導(dǎo)波特征。首先以傳輸干涉儀系統(tǒng)設(shè)定，測量具有均勻折射率分布的未成型Alvarez鏡片的前導(dǎo)波，并將結(jié)果與名義前導(dǎo)波比較。同時也將鏡片浸入定折射率液體。

大綱復(fù)雜的3D塑料產(chǎn)品制造，普遍會使用仿真技術(shù)來優(yōu)化模具設(shè)計，然而若要精確掌握射出成型中微小特征的流動行為，卻是非常困難。本項目以一微流體流式細胞儀芯片中關(guān)鍵的典型微特征，來研究可行的仿真微特征流動行為的方法，同時探討導(dǎo)熱系數(shù)、排氣、壁滑移、凝固溫度等因素之影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以成功預(yù)測微特征的充填不足現(xiàn)象，并且藉由兩種微流體模具工具嵌件的配置來驗證參數(shù)。

在開發(fā)之前，先藉由Moldex3D的射出壓縮成型模塊進行分析，判斷產(chǎn)品是否確實達到優(yōu)化，以評估開發(fā)新制程的可行性。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)模內(nèi)微壓縮成型在產(chǎn)品凹痕、體積收縮和集光效果等方面都有顯著改善；經(jīng)實際試模和量測之后，同時也驗證Moldex3D分析的高準(zhǔn)確度。

，預(yù)測準(zhǔn)確度成功獲實驗驗證??多材質(zhì)產(chǎn)品翹曲，需考慮前一射嵌件影響??產(chǎn)業(yè)長期困擾的耳流仿真新黏度模型有解了??導(dǎo)入新發(fā)泡預(yù)測模型，氣泡收縮行為將無所遁形??如何用最少時間找出最佳產(chǎn)品幾何設(shè)計??如何用CAE工具設(shè)定熱塑性射出成型制程??進階模內(nèi)裝飾模擬技術(shù)縮短開發(fā)周期??模流分析應(yīng)用注塑壓縮成型提高車燈透鏡質(zhì)量案例...

然而，由于成本和效率，注射成型、鑄造和擠壓仍是主要的制造技術(shù)。如何將TO法應(yīng)用于注塑成型方面的研究較少。因此，新的TO方法可以集成制造約束，即擠壓方向、脫模方向和厚度。研究GD與擠出成型、注射成型和鑄造制造的結(jié)合具有一定的參考價值。 法雷奧正在將這些新設(shè)計流程的原則應(yīng)用到我們的產(chǎn)品開發(fā)中。本文研究了前照燈殼體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題。

調(diào)整最佳光纖套成型參數(shù) 反應(yīng)性材料注射成型 (Reactive Injection Molding, RIM) 被廣泛應(yīng)用在封裝制成上。此種注射成型技術(shù)不但可容許高溫加工環(huán)境，同時在高溫下，也具有熱性質(zhì)、機械性質(zhì)及電磁性質(zhì)的穩(wěn)定特性。

圖一 標(biāo)準(zhǔn)時序閥澆口的常見成型缺陷挑戰(zhàn) 使用時序閥澆口的射出產(chǎn)品容易產(chǎn)生的成型缺陷 必須在不必重新開模和加工的情況下，解決成型問題解決方案利用Moldex3D Advanced模擬標(biāo)準(zhǔn)時序閥澆口系統(tǒng)，找出成型缺陷；以及模擬閥針作動控制，以優(yōu)化制程(時序閥澆口系統(tǒng)控制)，進而成功消除成型產(chǎn)品上的缺陷。

在過去，塑料注射件的產(chǎn)品以使用功能為導(dǎo)向，因此在厚度設(shè)計與變化較為單純，在成型上借著師傳多年的經(jīng)驗都可以順利決解大部份的問題，但畢竟仍必須等模具制作完成，到達試模階段才能發(fā)現(xiàn)問題。以塑料注射和模具開發(fā)及產(chǎn)品設(shè)計為核心業(yè)務(wù)的宗瑋工業(yè)，產(chǎn)品營銷歐美大廠已久，客戶遍及海內(nèi)外。

圖3 IM和ICM間總位移的比較 圖4 IM與ICM總和光彈條紋的比較最終，模擬結(jié)果通過實際成型實驗的驗證，在4吋基盤上成功的制作出具有相似光條紋和光學(xué)性質(zhì)的雙面微透鏡數(shù)組(圖5)。以O(shè)KP4為材料，僅在射出成型靠近澆口區(qū)域觀察到光彈條紋，在射出壓縮成型中則并未觀察到此現(xiàn)象。如圖6所示，成型微透鏡數(shù)組展現(xiàn)了其聚焦功能和清晰的成像。

解決方案為達成更好的產(chǎn)品質(zhì)量，光寶科技通過Moldex3D氣體輔助射出成型(GAIM)模塊，在開發(fā)初期驗證產(chǎn)品設(shè)計與工藝，并且對比實際試模與模擬分析的結(jié)果。透過模擬結(jié)果，光寶科技清楚確認(rèn)該變形量是否在可接受的范圍，并進一步將Z軸方向的變形量精準(zhǔn)控制在要求的規(guī)范內(nèi) (±0.3mm)。

3 模型精度驗證及模具型面溫度場分析 3.1 熱壓罐成型模具傳熱分析模型精度驗證 為了驗證XFlow應(yīng)用在熱壓罐溫度場模擬上的可行性，需要分析仿真結(jié)果的精度。

HE[11]采用了光滑粒子流體動力學(xué)模擬方法，針對剛性短纖維增強聚合物復(fù)合材料的三維注射成型流動，研究了注射成型過程中的填充細節(jié)和纖維取向；WU 等[12]提出了基于平滑粒子動力學(xué)和離散單元法耦合的綜合粒子方法來預(yù)測離散短纖維的注射成型過程；周大鵬等[13]利用 EDEM-Fluent 耦合模型對噴砂噴嘴內(nèi)氣固兩相的運動狀態(tài)進行模擬，分析了噴嘴收縮角、喉部半徑等因素對噴砂量的影響規(guī)律。

進階分析Moldex3D超越傳統(tǒng)模擬，結(jié)合先進的分析功能，讓用戶更深入地了解塑料注射成型工藝和新應(yīng)用的復(fù)雜行為。Moldex3D仿真從填充前到整個制造過程并導(dǎo)入材料科學(xué)特性分析，使工程師能夠優(yōu)化設(shè)計，排除潛在問題，并提高整體零件質(zhì)量。憑借逼真的注塑功能，強大的材料背景和先進的模擬，我們可以為您解決新領(lǐng)域應(yīng)用中的問題！

其中，注射壓力與注射速度相輔相成，對塑料熔體的流動和充模有決定性作用；保壓壓力和保壓時間密切相關(guān)，主要影響型腔壓力和最終成型質(zhì)量；塑化壓力的大小影響熔體的塑化過程、塑化效果和塑化能力，并與螺桿轉(zhuǎn)速相關(guān)。注塑成型周期是指完成一次注塑成型工藝過程所需要的時間，它包含注塑成型過程中的所有時間問題，直接關(guān)系到生產(chǎn)效率，主要包括注射時間、保壓冷卻時間和其它操作時間。

結(jié)果在此案例中，透過Moldex3D仿真分析軟件進行產(chǎn)品驗證及射出壓縮參數(shù)優(yōu)化，協(xié)助實驗團隊加速開發(fā)及驗證射出壓縮成型制程方案之可行性。透過驗證分析，車燈透鏡產(chǎn)品的成型質(zhì)量獲得大幅改善，達到產(chǎn)品尺寸穩(wěn)地。實驗團隊未來希望將模擬分析的應(yīng)用，擴大至優(yōu)化壓縮參數(shù)研究，包含 : 壓縮力、控制位置…等，以及應(yīng)用在各種肉厚產(chǎn)品上，探討成本效益與優(yōu)化程度。

圖六 原始設(shè)計與設(shè)計變更比較(著重翹曲優(yōu)化)圖七 原始設(shè)計與設(shè)計變更比較(著重成型周期優(yōu)化)圖八 模擬結(jié)果之驗證Moldex3D提供極佳的自動化及客制化仿真流程，在單一流程中就可完成產(chǎn)品幾何、模具設(shè)計和成型制程的修改，并獲得可靠且誤差很小的模擬結(jié)果。