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為什么使用化學發泡分析?化學發泡成型是模穴先透過熔膠做部分填充，再由化學發泡反應所產生的氣體導致材料膨脹使得模穴完全填充。聚氨酯（PU）發泡成型是化學發泡成型中常見的成型方式。一般PU發泡的產品可分為兩類：剛性發泡和軟性發泡。 剛性發泡產品變型后無法復元；但軟性發泡產品在施力產生變形后，可以恢復到原始狀態。

講師：李健 Altair 高級技術工程師 立即報名 Inspire? PolyFoam發泡成型仿真及應用網絡研討會05月23日 丨10:00-11:301.介紹Inspire PolyFoam軟件的基本功能和界面；2.展示如何使用PolyFoam進行發泡成型仿真；3.介紹發泡成型仿真在不同應用中的實際案例。

化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。

化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。

化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。發泡參數設定在發泡參數設定頁應詳細輸入發泡設定的信息。

圖一 有無使用重力作用之模流分析結果差異 圖二 不同逃氣間隙將影響流動行為 圖三 使用不同水濃度，影響氣體發泡反應速度透過Moldex3D PU化學發泡模塊的3D聚氨酯化學發泡制程仿真，讓使用者可藉由充填/熟化的分析，更容易評估適合的生產條件。

圖四 膨脹區域A (SN5)及非膨脹區域B (SN7)感應節點上的壓力和氣泡尺寸之XY曲線透過模擬分析，能夠清楚調查發泡射出成型抽芯技術的效果。因此包括SCF含量(發泡劑含量)、膨脹率(抽芯距離)、延遲時間、保壓壓力和保壓時間等參數的變，都能夠掌握。圖五是不同制程設定的模擬結果，以SCF含量(發泡劑含量)與實際產品結構的關聯為例，仿真和實驗結果都顯示，SCF含量越多，氣泡就越小。

下圖簡述了發泡技術的基礎概念。在整體塑件中，如何控制熱力學不穩定的狀態（透過溫度與壓力變化）以得到良好且均勻的微細氣泡是相當重要的議題。注意：MuCell?是Trexel, Inc. 的注冊商標。Moldex3D發泡射出成型模塊功能導覽Moldex3D發泡射出成型模塊能協助產品設計師仿真微細發泡射出成型制程，同時，能模擬熔膠在射出過程中充填模穴時氣泡成核與成長的行為。

HyperWorks的前處理解決方案，HyperMesh用來建立所有產品相關部件，以及比如由發泡聚苯乙烯、層壓紙和瓦楞紙板構成的包裝結構的完整有限元模型。為了保證這些包裝材料仿真結果的準確性，首先需要做材料的測試和表征。這通過創建聚苯乙烯和其它材料的簡化物理測試來實現，測試的結果用來修正虛擬材料的屬性，從而生成更精確的仿真模型。

此外，其增材制造模塊集成了點陣結構建模、參數化控制、結構/流體性能驗證，以及金屬粉末床熔融、粘結劑燒結等工藝仿真，能在打印前預測變形與缺陷。Inspire 還支持多物理場集成仿真（結構、剛柔耦合、流體散熱、閥門流量控制等）與多種工藝仿真（鑄造、沖壓、注塑、擠壓、發泡等），并可通過 Python 腳本實現全流程自動化建模、求解與報告生成。

化學發泡成型制程的挑戰是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時若發泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續的發泡行為會產生大量廢料。藉由化學發泡成型模塊的仿真可以更準確地預測聚氨脂的充填行為與注入原料的優化。

發泡射出成型的必要步驟圖解Moldex3D發泡射出成型模塊功能導覽Moldex3D發泡射出成型模塊能協助產品設計師仿真微細發泡射出成型制程，同時，能模擬熔膠在射出過程中充填模穴時氣泡成核與成長的行為。該模塊提供了氣泡數量密度分布及氣泡尺寸分布等分析結果，透過模擬此項復雜的制程，使用者能更有效率得到最佳加工參數，并預防設計時間時的制程困難。

塑料發泡射出制程中，會先透過螺桿將超臨界狀態流體(N2或CO2)與融膠混煉成均勻單相流體，而勻相混合物在射出過程中因瞬間釋壓造成熱力學不平衡，使得熔膠中的超臨界流體透過相變化產生數以萬計之微小氣泡，經模具冷卻固化而得到具有泡孔結構之成品。若采用Han and Yoo 氣泡成長動力模型，可以仿真出氣泡成長的過程與氣泡成長動力。

VPG 的發泡預壓模塊專門解決這一問題。

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此外，其增材制造模塊集成了點陣結構建模、參數化控制、結構/流體性能驗證，以及金屬粉末床熔融、粘結劑燒結等工藝仿真，能在打印前預測變形與缺陷。Inspire 還支持多物理場集成仿真（結構、剛柔耦合、流體散熱、閥門流量控制等）與多種工藝仿真（鑄造、沖壓、注塑、擠壓、發泡等），并可通過 Python 腳本實現全流程自動化建模、求解與報告生成。

在計算機的研發過程中，包裝的設計需要參考整機沖擊和跌落的仿真結果來優化改進。因此，仿真的準確與否就直接決定了包裝設計的可靠性。而仿真的準確性，在除去網格劃分、邊界條件施加等仿真工程師的主觀因素之外，最終要的是取決于材料屬性的準確性以及用何種方式添加材料屬性。2.發泡聚乙烯材料 發泡聚乙烯材料，即EPE材料，也被稱作珍珠棉，它由低密度聚乙烯脂經物理發泡產生無數的獨立氣泡構成。

大綱為了開發新穎的微細發泡抽芯制程，生產出更高質量且省料的產品，京都大學團隊改良傳統微細發泡射出成型制程(MuCell?)，調整了抽芯技術的部分，觀察該制程參數對氣泡形態及最終產品的影響。他們并借助Moldex3D模流分析技術進行實驗驗證，以Moldex3D MuCell?模擬發泡制程中難以預測的物理現象，并透過分析進行參數優化，提高產品質量。

的 2022化學發泡成型模塊更新增支持的聚氨酯(Polyurethane, PU)發泡制程，考慮熔膠在模腔中的交聯動力學 (Curing Kinetics)和發泡動力學(Foaming Kinetics)計算。