三、確認結合線位置

結合線產生的主要原因,其實是模穴內的空氣無法在充填時順利排出。而結合線明不明顯,則是與融膠會合角度有關;一般的 CAE軟體只能在分析結果上看到一條『線』,這對於模具設計人員來說其實是沒有用的。因為即使不用軟體分析,設計人員還是可以很容易判斷結合線的位置。大部分設計人員的問題,是希望知道這條結合線明不明顯,有沒有辦法去除。

其實結合線會合角會隨著不同的塑料以及不同的二次加工條件而隨之變動。以此次選用之 HIPS 材料而言,以目前的噴塗技術,大概在 140° 以上的角度都可以蓋掉;也就是說,只要結合線角度能夠大於 140° ,噴塗後的產品外觀一定可以接受。圖12為結合線分佈圖。以融膠會合角度顯示的方式。不但可以告知設計人員結合線的位置,還可以讓設計人員判斷結合線會不會過於明顯。角度越小的區域在未來噴塗時比較可能發生結合線無法蓋掉的問題。不過這次的產品屬於結構件,產品外部還會以一外蓋覆蓋,以目前結合線分佈的位置仍然可以滿足客戶的需求。

圖 12、結合線分佈(以融膠會合角顯示)


四、設定保壓條件及冷卻時間

在解決充填及結合線的問題後,剩下的工作就是模擬產品的翹曲變形。許多設計人員在使用 CAE 軟體,都把這項工具當作是『事後檢討』的工具使用,其最大原因是設計人員無法掌握真實的成型條件。其實,現場調機的方式還是有資料可以參考的,在此提出一些方法,讓設計人員可以用簡單的判斷取得合理的成型條件。

由於要執行到翹曲變形分析,因此必須給定保壓條件。保壓時間可以從澆口位置何時固化加以決定;而保壓壓力則建議取最大充填壓力的 80% 做一段保壓的設定。同樣的,此處並不需要設計最佳保壓時間,只需要給定一段合理的保壓時間即可。從充填結果可以得知最大之充填壓力為 52.7MPa,因此保壓壓力可以設定為 42MPa;並且圖13 可以得知澆口位置附近元素的黏度在 22.5 sec 後就保持固定,也就是說該位置已經固化,因此保壓時間可以直接設定為 20 sec。

圖 13、澆口附近之元素黏度變化值

對現場人員而言,不見得有時間可以建立完整的水路設計(尤其在設計階段,多半水路系統還沒有做完整的判斷及審核),因此可以用較簡單的條件進行設定。假設此套模具之冷卻均勻,因此只需要輸入模具溫度以及保壓後之冷卻時間。由於不同厚度的塑料其冷卻時間各不相同,因此不能夠輸入固定數值。以下是根據經驗的一個測試方法。當塑膠材料為 PC、ABS、PP、PS 等四類,其肉厚與冷卻時間大概可以用圖 14 加以估算:

本產品之公稱厚度約為 3.0mm,因此保壓-冷卻時間可以取約 25 秒進行估算。在條件設定完成後,就可以執行翹曲變形分析。


圖 14、常用塑料之冷卻時間估算值(參考)




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