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Moldex3D 針對熱流道系統仿真量身打造的解決方案──熱流道穩態分析(Hot Runner Steady, HRS)，可支持復雜熱流道和進階熱流道模塊的快速分析，并協助使用者優化多模穴的熱流道設計，評估該熱流道系統的流動行為，例如流率及流動平衡比。熱流道穩態分析不需模擬模穴內流動，即可提升迭代計算效率，達到改善熱流道設計的目的，因此可大幅減少分析時間。

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。

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。最后圜達團隊決定采用S型流道，來改善流動不平衡問題(圖六)。圖六 新的S型流道設計多模穴模具若達到流道平衡，每個模穴就會在同樣的時間點進行充填和保壓。增加模穴有助于提高產能，因此對于多模穴模具而言，流道平衡顯得至關重要。

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。如表一 所示，以2234模具鋼材對型芯偏移之翹曲量最小，且透過公模仁材質與流動平衡分析，以2234流動平衡之結果最好，流動差異在80%以后趨于明顯，而內外兩側模腔內壓差異亦在此階段發生，如圖四所示。

關鍵字：流道平衡 VP壓力失衡 填充末端壓力失衡 壓力不平衡 對于一模多穴的產品，流道設計是平衡結構，但是分析過程中充填結果個別穴位失衡，或者各個穴位壓力不均衡等現象，這個問題主要是兩個方面導致的，一個是MoldFlow原生網格的不一致導致，還有一個原因就是求解器計算過程穩健性太低導致的；如下圖所示： 上圖所示的產品，分析結果4個產品的充填過程和填充末端壓力不均勻

大綱飛綠團隊以多模穴、短周期、高良率、較少的后加工為目標進行食品儲物罐的量產開發，并采用閥式熱澆道以減少料頭及避免冷料造成外觀瑕疵。然而，采用閥式熱澆道卻產生了轉角效應，導致流動不平衡，并引發結合線、包封及熱暈痕問題。飛綠團隊藉由Moldex3D一系列的仿真分析，成功確認問題成因，并驗證解決對策，順利克服問題，達成穩定24小時連續性生產的目標。

而藉由流動波前可以探查的充填問題如下：?了解充填與包壓時的流動行為?檢查是否有不完全充填(短射)的問題?檢查是否存在流動不平衡?偵測縫合線與包封的潛在位置?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統

■健行科技大學 / 黃世欣 教授 發泡材充填不平衡現象探討 作者最近的計劃（也是國科會計劃）在探討一模8穴充填不平衡的問題，想藉由發泡來看看充填不平衡是否有減緩的現象，約在10年前請專題生用模流分析來探討一模多穴充填不平衡問題，學生告訴我，流道直徑愈小，不平衡問題愈嚴重。

圖1: 對稱式的一模8 腔流道設計以產品形狀相同為例，傳統處理多模腔模具的熔體流動不平衡問題，大多以幾何對稱的流道系統作設計( 如圖1所示)，對稱式的流道設計可使8 腔的熔體流動充填與內壓較一致。

而藉由流動波前可以探查的充填問題如下： ?了解充填與包壓時的流動行為 ?檢查是否有不完全充填(短射)的問題 ?檢查是否存在流動不平衡 ?偵測縫合線與包封的潛在位置 ?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡 ?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成 充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統

，以解決因厚度不均勻造成的融溶溫度快速下降以及流動遲滯的問題，確保平順且均勻的模穴充填。

而藉由流動波前可以探查的充填問題如下：?了解充填與包壓時的流動行為?檢查是否有不完全充填(短射)的問題?檢查是否存在流動不平衡?偵測縫合線與包封的潛在位置?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成 充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統

而藉由流動波前可以探查的充填問題如下：?了解充填與包壓時的流動行為?檢查是否有不完全充填(短射)的問題?檢查是否存在流動不平衡?偵測縫合線與包封的潛在位置?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統

透過CAE 分析可以評估單模穴或多模穴配置、澆口型式與位置、熱流道斷面尺寸及長度，成型機臺頓數等，透過分析數據在模具開發階段便可以事先預知縫合線位置與成品翹曲變形的趨勢與數值，如此科學化的工具對于競爭激烈的模具產業而言是一項不可或缺的利器。圖1: 90% 充填進度 ( 定時控制案例) ; 閥式澆口控制：縫合線和非均勻流動的最佳解決方案閥式澆口是熱流道系統中的一個重要組件。

流動分析能夠解決與填充相關的問題，如短射 (不完全填充)、縫合線、包封、流動問題、表面燒焦劣化，流道/流動平衡，及澆口設計等問題；因此，本模塊可以在概念或產品設計時間使用。此外，塑件或模具設計師可以用計算機仿真測試可能的設計而縮短交付設計所需的時間。充填分析也可用于評估材料的加工性能 (Processing properties) 和作為材料選擇的參考。

因此透過Moldex3D分析，適時改動流道尺寸、澆口位置、澆口數量來達到流動平衡的設計(圖7為原始設計，圖8為優化后設計遮蓋處為機密，不可公開)。當原始設計在充填比例42%時，第一排體積較小的模穴已經充填完成，但其余幾處模穴皆尚未填飽，如此將造成部分穴數過保壓容易有毛邊等問題；而經過優化后設計的組別，在充填比例70%時，所有模穴相較于原始設計有更平衡的充填行為，表示此優化設計解決流動不平衡問題。

流動分析能夠解決與填充相關的問題，如短射 (不完全填充)、縫合線、包封、流動問題、表面燒焦劣化，流道/流動平衡，及澆口設計等問題；因此，本模塊可以在概念或產品設計時間使用。此外，塑件或模具設計師可以用計算機仿真測試可能的設計而縮短交付設計所需的時間。填充分析也可用于評估材料的加工性能 (Processing properties) 和作為材料選擇的參考。

設計變更將小組件的流動路徑加長，使小組件的充填時間可以拉到與大組件相同(圖三)。圖三 原始設計流動波前74%(上圖)與設計變更流動波前96%(下圖)的比較，可看出兩個模穴流動不平衡的情況已解決除此之外，透過優化冷卻水路系統，使最長冷卻時間由原本的21.009秒減少為18.489秒，縮短了成型周期。

奇菱科技主要發展項目即為 TFT-LCD 之相關零組件，如：背光板支架、液晶屏幕顯示器外殼、背光板邊條等。由于各零組件的結構不同，在產品設計及成型加工上所發生的問題情況與解決方法也皆不相同。這些零組件位搭配液晶顯示器外型，常常在成品肉厚設計上有很多的差異，加上目前大尺寸的顯示器的開發及考慮成本、時效性種種問題，相對上模具的設計開發將更具挑戰。

閥式澆口是熱流道系統中的一個重要組件。關閉控制閥可避免熔膠進入模穴，因此能準確地控制熔膠進入模穴的時機。這項特性相當重要，尤其對于多澆口系統，當流動波前通過熱澆道后才開啟控制閥，就可以預防縫合線問題。此外，適當使用閥式澆口也可幫助使用者降低壓力分布不均而產生的熔膠密度變化，以避免應力痕或陰陽面等表面缺陷。