- 客戶：敦吉科技
- 地區：台灣
- 產業：電子
- 解決方案：Moldex3D Advanced
大綱
本案例產品為高電流連接器，使用材料為PBT結晶性塑膠。本產品由於後續需要與其他電子零件進行組裝，因此必須符合高尺寸精度。然而結晶性材料容易導致嚴重的體積收縮，此外還出現了包封、短射等表面瑕疵，這些都是必須解決的問題。敦吉科技利用Moldex3D分析體積收縮分佈，藉此調整高收縮率區域的厚度，同時並優化澆口尺寸以消除包封，最後及時解決體積收縮和表面缺陷問題，滿足大量生產需求。
挑戰
- 提高尺寸精度
- 解決產品表面瑕疵
解決方案
敦吉科技利用Moldex3D評估合適的產品肉厚和澆口設計，在早期研發階段就達到產品優化。
效益
- 提高尺寸精度達77%
- 節省試模成本和研發時間
案例研究
本案例目的為解決高電流連接器插孔周圍體積收縮過高問題，以滿足精度要求(圖一)，否則將影響後續組裝。然而若嘗試以降低產品肉厚方式來改善體積收縮，又會出現包封。因此如何同時滿足尺寸精度和消除表面瑕疵，是本案例最主要的課題。
圖一 孔洞周圍的收縮問題
敦吉科技首先找出體積收縮率高的區域，並將單點進澆改為雙點進澆(左右兩側各一，如圖二所示)。根據Moldex3D的模擬結果，新的澆口設計成功將體積收縮由17%減少為14%。
圖二 原始設計只有一個澆口(左)，設計變更為兩個(右)
除了澆口設計外，敦吉科技提出兩種不同的產品肉厚設計變更。其中設變1的公模和母模側的厚度皆分別縮減，以符合外觀需求。圖三為設變1的幾何和體積收縮模擬結果，由圖中可看出體積收縮的改善程度不如預期。
圖三 設變1：公模與母模側減膠
設變2則根據設變1再進一步利用側邊滑塊減膠(圖五)。模擬結果顯示，設變2可以有效改善特定區域的體積收縮情形，同時使體積收縮分佈更均勻。然而改變厚度分佈後，產品外壁卻出現了包封(圖六)，因此敦吉科技再將膠口尺寸由1 mm加大為1.5 mm，將包封位置由外壁移動到分型面上。
圖四 設變2：側邊滑塊減膠
圖五 設變2的包封問題
敦吉科技根據模擬分析結果，測量頂端和底部4個孔洞在體積收縮後的大小，以評估尺寸精確度。結果顯示在原始設計中，有2個孔洞超過容忍範圍，設變2的尺寸精度則改善77%，符合生產所需的品質。
接下來敦吉科技進行短射測試，以驗證Moldex3D分析的可靠度。如圖六所示，Moldex3D的流動波前模擬結果能準確呈現射出過程中的流動行為。此外在包封方面，也發現設變2的模擬與實際試模高度相符(圖七)。
圖六 流動波前模擬與實驗結果比較
圖七 設變2的包封模擬和實驗結果
結果
透過Moldex3D精確的模流分析結果，敦吉科技能夠了解塑料在模內的流動行為，並在實際製造前找出潛在問題，進而提升產品品質、節省試模成本和研發時間。