表面品質把關與提升 交給Moldex3D熱澆道閥針速度控制模擬

近年來,熱澆道系統使用閥式澆口設計的比例持續成長,其應用領域也逐漸擴大中,從汽車、電子到醫療等產業都可以看到使用閥式熱澆道系統的案例。閥式澆口設計具備許多生產優勢,澆口平整、不需要等待澆口固化等可以提昇產品外觀品質與有效縮短成型週期。閥式澆口另一項重要的優勢為可以結合時序控制技術來控制澆口開啟時機,有效解決產品表面結合線問題。然而時序控制技術也面臨應用上的挑戰。隨著射出成型的充填比例增加,射出壓力也會跟著上升以符合充填流率,熱流道內部會累積一定壓力範圍。當關閉中的閥式澆口快速開啟時,瞬間壓力釋放使融膠以高速進入模腔,這時會造成塑件表面發生品質不一的缺陷,如:流痕、光澤不均勻…等問題,對產品良率產生嚴重影響。

為了協助熱澆道使用者將時序控制技術的效益發揮至最大,達到提升塑件品質目標,熱澆道廠商推出可對閥針開關澆口做速度控制的新解決方案,Moldex3D也因應市場的需求,在進階熱流道解決方案研發「閥針作動速度控制模擬技術」,讓分析工程師可以從Moldex3D中選擇使用一般或進階閥式澆口控制 (圖一);若選擇進階閥式澆口模擬分析,設計者可以針對閥針上下作動的速度進行控制調整 (圖二)。從圖三可以看到,澆口區域的速度場因為閥針的位置改變而產生變化,再搭配充填流動分析結果可以驗證閥針速度控制對流動波前的影響和改善效果 (圖四),確保表面流痕問題獲得顯著改善。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-1圖一 Moldex3D提供一般閥澆口分析(左)以及進階閥式澆口控制分析(右)
use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-2圖二 Moldex3D模擬閥針移動速度控制的設定介面
use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-3圖三 閥針作動對澆口的速度場產生變化
                use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-4  use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-5
图四  利用Moldex3D仿真验证阀针速度控制技术
左:多浇口、时序进浇设计容易产生流痕
右:搭配阀针速度控制技术后,表面流痕问题获得显著改善    

除此之外,在網格前處理階段,Moldex3D使用者可以藉由原本的網格編輯工具(圖五),依照實際的閥式澆口幾何形狀進行建模,包含:熱流道幾何、閥針幾何、行程距離、澆口控制編號…等等。產品設計者不需要進行幾何簡化,犧牲重要幾何資訊,透過真實三維實體網格技術,Moldex3D模流分析完整考量最真實的閥式澆口設計,大幅提升模擬分析的準確度。在成型條件設定階段,產品設計者還可以針對各別澆口群組進行控制,例如:澆口初始狀態(開或關)、閥針移動速度、速度段數等,對於有閥式澆口進階模擬需求的使用者,是不可或缺的利器。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-6圖五 Moldex3D 提供網格編輯工具,讓使用者依照實際閥式澆口幾何形狀進行建模

熱澆道系統已經是塑膠射出成型製程中不可或缺的重要設計之一,業界也仍持續投入研究資源發展更先進、更廣範的應用。透過Moldex3D模擬及驗證閥針速度控制技術,熱澆道使用者可以在實際開發前進行設計驗證和優化,降低塑件表面發生瑕疵的機會,將時序控制技術效益發揮至最大,確實為產品品質把關。

use-moldex3ds-new-pin-movement-analysis-technology-to-yield-greater-process-gains-7圖六 使用閥針作動功能進行澆口時序控制的案例

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