以电脑辅助工程(cae)的观点看翘曲

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1、以電腦輔助工程(CAE)的觀點看翹曲＊圖片請參考1998模具技術成果暨論文集目錄WarpageViewedbyCAE徐昌煜CharlesHsu綺城科技股份有限公司(C-MOLDAsia/Pacific)摘要台灣正從傳統射出成型走向精密射出成型，收縮彎翹的控制就變得非常重要。以CAE的觀點看問題，不僅快而準，而且能夠有效的建立正確的物理觀念，在繁多複雜的參數中不會迷失自已。本文試以CAE的觀點看收縮彎翹。翹曲的定義:製品頂出後不規則的尺寸變化射出成型機1.料管溫度太低料管溫度太低時，融膠溫度低，勉強以高速成型時，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRel

2、ease)，容易翹曲。提高料溫，翹曲減少。料溫的設定可以參考材料廠商的建議。料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區，從後往前的料溫設定應逐步提高，每往前一區，增高6°C。若有必要，有時將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證不同料溫的適切性。2.噴嘴溫度太低塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的磨擦熱，溫度逐漸昇高。料管中的最後一個加熱區為噴嘴，融膠到此應該達到理想的料溫，但須適度加熱，以保持最佳狀態。如果噴嘴溫度設定得不夠高，因噴嘴和

3、模具接觸帶走的熱太多，料溫就會下降，勉強以高速成型時，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease)，容易翹曲。一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6C。CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證不同噴嘴溫度的適切性。3.融膠溫度太低或/和射出壓力太高融膠溫度(MeltTemperature)和射出壓力(InjectionPressure)是塑膠成型過程中對翹曲影響較大的兩個參數。融膠溫度太低或/和射壓太高會產生高的殘餘應力，容易翹曲。若要減少翹曲，融膠溫度要在可用範圍內調到最高，射出壓力要在可行範圍內調到最低。CAE(如C-M

4、OLD)模擬，可以幫助找出融膠溫度和射出壓力的最佳組合。4.保壓壓力或保壓時間不當保壓壓力太高，不僅因補充料流動(CompensationFlow)而冷凝入(Frozen-In)塑膠的殘餘剪切應力(ShearStress)高，而且塑膠的壓應力(CompressiveStress)也高，容易翹曲。保壓壓力太低，澆口附近發生回流(Back-Flow)不僅產生因流動而冷凝入塑膠的殘餘剪切應力，而且由於製品中央體積收縮率大(低壓故)，外圍體積收縮率小，因內外體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大而產生的殘餘張、壓應力(TensileandCom

5、pressiveStress)大，容易翹曲。螺桿推到底後，螺桿至少停留原處2秒，以保持緩充(Cushion)。保壓時間太短，螺桿鬆退時澆口附近發生回流，殘餘應力大，容易翹曲。保壓壓力要適中，保壓時間要延長到澆口凝固(GateFreeze)為止。CAE(如C-MOLD)可以預測不同(保壓壓力對時間曲線；HoldingPressurevsTimeCurve)設計可能產生的殘餘應力，殘餘應力小者是我們應該考慮的設計。CAE(如C-MOLD)的輸出(Output)中包含了凝固層比(FrozenLayerFraction)、剪切應力(ShearStress)、體積收縮率(Volumet

6、ricShrinkage)。當澆口凝固時，凝固層比變成1，剪切應力變成0，體積收縮率變成常數，這些參數和規則可以幫我們判定澆口何時凝固，以選定最適化保壓時間。5.停留時間(ResidenceTime)不當停留時間太短，融膠溫度低，即使勉強將模穴填滿，保壓時還是無法將塑膠壓實，冷卻時迴旋空間太大，容易翹曲。射料對料管料之比(Shot-to-BarrelRatio)應在1/1.5和1/4之間。6.循環時間(CycleTime)不當當冷卻時間太短時，塑膠尚軟，若被頂出，在沒有約束(Constraint)的狀況下收縮，容易翹曲。冷卻時間須延長到塑膠定型到足夠堅強為止；模穴是最好的Fi

7、xture，提供最合身的約束(Constraint)。CAE(如C-MOLD)模擬，可以預測塑膠溫度降到頂出溫度(EjectionTemperature)所須要的冷卻時間。照此冷卻時間進行設定，可以避免因循環時間太短而引起翹曲。7.緩充(Cushion)不夠緩充(Cushion)不夠時，模穴內的塑膠填壓不足(Underpacking)。塑膠在相對鬆散的情況下冷卻，迴旋空間太大，容易翹曲。螺桿推到底後，至少停留原處2秒，以保持緩充(Cushion)。緩充(Cushion)最少要有3mm長。模具1.公、母模