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Moldex3D凹痕预测能力再提升 精确模拟复杂几何

2016-3-22 14:31| 查看: 18664| 评论: 0|来自: Moldex3D

摘要: 在塑料产品日益迈向轻薄短小化的同时,强度与外观之间仍必须取得适当的平衡。在产品的结构设计上,经常使用肋条(Rib)来增加强度,然而肋条与产品连接处因为肉厚差异容易导致局部不均匀收缩,在产品表面形成凹痕(Sink ...
在塑料产品日益迈向轻薄短小化的同时,强度与外观之间仍必须取得适当的平衡。在产品的结构设计上,经常使用肋条(Rib)来增加强度,然而肋条与产品连接处因为肉厚差异容易导致局部不均匀收缩,在产品表面形成凹痕(Sink Mark)。除了产品的几何外型,凹痕的产生也与保压条件有密切相关。面对这种外观瑕疵,传统的解决方法多为依赖现场师傅多次的试模经验,才能找到最佳制程参数,减少产品表面凹痕。
然而在市场高度竞争下,产品结构日趋复杂,生命周期越来越短,现场师傅的经验往往不足以应付,多次试模不但降低效率,成本也相对提高。Moldex3D软件提供预测产品凹痕位移(Sink Mark Displacement)功能,依照产品几何与塑料在保压阶段的收缩行为,计算出产品表面的凹痕位移,真实反应产品射出后的凹痕缺陷,确保在实际开模前,设计变更与制程参数都可以获得优化。
图一为应用Moldex3D预测凹痕位移的实际案例。塑件由一平板与四支不同宽度的肋条组成,肋条宽度由粗到细依序为1.8 mm、1.5 mm、1.2 mm、 0.9 mm。

图一 由一平板与四支不同宽度肋条组成的案例几何
根据保压阶段的体积收缩率模拟结果(图二)显示,主平面体积收缩率分布均匀,然而在肋条与主平面衔接处,局部厚度差异导致体积收缩率分布不均,且宽度越宽的肋条,体积收缩率越大,这些区域的表面也是最容易发生凹痕的位置。

图二 体积收缩率模拟结果
图三为Moldex3D模拟凹痕位移与实验凹痕结果比较图。实验结果显示,宽度越宽的肋条,表面凹痕越深,与模拟结果趋势相符,印证了Moldex3D在凹痕缺陷预测上的准确性。

图三 (a) Moldex3D对凹痕的模拟结果;(b) 实验结果的凹痕分布
(Ref: SIMULATON AND VERIFICATION ON PART SURFACE QUALITY USING EXTERNAL GAS-ASSISTED INJECTION MOLDING PROCESS, S. -C. Chen et al.)
为了能在复杂产品几何上仿真表面凹痕,Moldex3D持续精进预测凹痕位移的能力。以肋条倾斜的几何为例(图四),体积收缩率分析结果显示,产品有局部收缩不均匀的现象,因此可预期产品表面会产生凹痕。

图四 (a)肋条倾斜的案例几何;(b)体积收缩率模拟结果
图五为Moldex3D传统版本与新版本凹痕位移结果比较,可看出相较于传统版本,新版本能够更准确的模拟出肋条局部收缩导致的表面凹痕现象。

图五 (a)传统版本Moldex3D凹痕位移模拟结果;(b)新版本Moldex3D凹痕位移模拟结果
Moldex3D提供凹痕位移预测功能,且因应产业趋势变化,持续不断投入研发能量,针对特殊产品几何作改善,提升预测能力,协助使用者在实际试模前就能预测产品的外观缺陷并实时修正,大幅减少试模成本、缩短上市时程。

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