【射出成型】利用虛擬塑模技術簡化模具設計決策 發佈日期 2024-05-22
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以頂針變形為例，前期模擬有助於選擇模具材料 SIGMASOFT® 虛擬模塑提供多種方法來預測塑膠零件的收縮和翹曲。它還可以模擬填充過程中嵌件或頂針的變形。 SIGMASOFT® 可以模擬和比較在相同製程條件下由不同材料製成的頂針的變形。計算基於型腔內部熔體流動的不平衡以及兩種材料的機械性質。
圖1，腔體填充結束時，由碳化鎢（左）和420 不銹鋼（右）製成的頂針變形的模擬比較，
在恆定的工藝條件下，彈性模量較低的材料變形量是彈性模量較高的材料的三倍。
射出成型製造商每天都會面臨有關市場上各種材料的眾多問題。模具的哪個部分應該使用哪一種鋼材？無論是型腔嵌件所用鋼的導熱性、適當的頂出銷直徑，或是頂針的機械穩定性，SIGMASOFT® 虛擬模塑都能幫助您做出正確的決定。 SIGMASOFT® 會考慮每種模具材料（例如鋼、絕緣材料等）的熱性能和機械性能。例如，可以模擬加熱階段或在具有所有模具材料的導熱係數和比熱容的多個注射週期中熱點的發展。除了預測塑膠零件的收縮和翹曲外，SIGMASOFT® 還模擬填充過程中嵌件和頂針的變形。這些計算是基於型腔填充可能存在的不平衡以及鋼材的機械性能。
圖二，使用由碳化鎢（左）和 420 不銹鋼（右）製成的芯銷演示兩個型腔中的熔體壓力，上半部顯示了首次可見不平衡的填充點。
在填充結束時（下部分）可以清楚地看到這種現象。
SIGMA Plastic Services, Inc. (IL) 與 CAVAFORM (FL) 和 Crafts Technology (IL) 合作模擬了一個有趣的專案。此專案評估了填充型腔室過程中由不同材料製成的頂針的變形。這項研究針對一個用於生產離心管的 16 腔模具進行。其中 8 個腔體整合碳化鎢製成的頂針以形成管子的內側。另外 8 個頂針則使用 420 不鏽鋼。填充階段的模擬結果分析顯示存在不平衡，這種不平衡在大約 85% 的填充完成後出現，並且在接近填充結束時變得更加明顯（圖 2）。這種不平衡是由管蓋區域螺絲的不對稱幾何形狀引起的，並會導致在填充型腔過程中使頂針產生變形趨勢。由於 420 不銹鋼的彈性模量較低，因此由這種鋼材製成的頂針的變形大約是碳化鎢製成頂針的三倍（圖 1）。 所描述的案例是射出成型過程中許多細節的一個例子，這些細節可能會在模具設計階段出現問題。 SIGMASOFT® 虛擬模塑即使是最經驗豐富的製造商也能詳細了解射出成型過程。在訂購模具之前，只需付出很少的精力，僅基於熱物理和機械現象，就可以檢查和評估改變模具設計的影響。模擬為決策提供了可靠的基礎，並從一開始就支援模具設計。 資料來源：SIGMASOFT Blog |
