模具是工業(yè)生產(chǎn)的基本設(shè)備，但合格率的高低決定于設(shè)計的好壞，面對模具設(shè)計的分析需求，在70年代晚期科學(xué)家開始深入研究高分子于模具內(nèi)的流變問題，以提升模具的生產(chǎn)合格率。
在目前工業(yè)界常運用到的工程塑料主要分成兩大類，第一類為熱塑性塑料，譬如ABS、PC、PET、PPS等等常見的塑料，而熱塑性的特性就是可以再回收利用并且二次制造，第二類為熱固性塑料，譬如EMC、LSR等等，常運用在IC封裝或者插頭等等的外包裝材料，其特性就是不可以二次回收再加熱制造，因此在模具上的選擇要根據(jù)塑料的分類而有所不同，除了熱固和熱塑的分別外，也會根據(jù)塑料的黏度系數(shù)(圖1)與比容系數(shù)特性(圖2)，來做射出成型時的模具選用指標(biāo)。
分析所需要的參數(shù)
要模擬分析射出成型制程的好壞，首先要確定輸入的影響參數(shù)正確與否;
圖3模流分析的參數(shù)準(zhǔn)備
以溫度參數(shù)來說在分析前必須先取得在制程上射出成型機的射嘴溫度(以現(xiàn)有射出成型機為主)，在射出成型時，螺桿通常會設(shè)定多段的溫度，通常取最前端射嘴(Nozzle)的溫度為料溫溫度，如果模具有熱澆道的設(shè)計，也是必須在模流分析中加入熱澆道的溫度信息(圖4)。
再者除了以上的溫度信息外，模具溫度也會是影響分析結(jié)果的重要因素之一，大部分射出廠會配備模溫機，因此必須知道水路的溫度是多少，冷卻液的種類通常會分為水以及油，一般如果模具需要較高的模溫則會使用油當(dāng)作冷卻液，因為水超過100℃就會開始蒸發(fā)(圖5)，所以水在高模溫需求下不是個好選擇，而現(xiàn)在模溫技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)步到有急冷急熱的技術(shù)出現(xiàn)，而這在Plastics軟件中也可以加入考慮(圖6)。
壓力參數(shù)在Plastics模流分析軟件中，以多段的螺桿百分比設(shè)定控制射出的速度(圖7)，并且可以設(shè)定最大的射出壓力，而在結(jié)果中會以彩圖的方式顯示出充填結(jié)束后的最大壓力值，在保壓的壓力值設(shè)定就可以參照充填結(jié)束后的最大壓力值進(jìn)行80%的壓力進(jìn)行保壓，亦可直接設(shè)定壓力值MPa進(jìn)行保壓設(shè)定(圖8)。
時間方面的控制差異受到材料的種類不同而制程的長短而有所變化，譬如同樣為ABS的材料家族，會因為同家公司所出產(chǎn)的材料但是不同型號，其機械性質(zhì)、黏度比容甚至是結(jié)晶與非結(jié)晶材料等會有所不同，再來流道的長短或者是模型復(fù)雜度也是影響射出成型整個成型時間的主因。
材料的選擇即使是同一個系列的ABS，以奇美的ABS從PA707到PA765都會在相同機構(gòu)件上造成不同結(jié)果，許多產(chǎn)品會因為要增加強度而添加了纖維或者是粉末等，雖然有效增加強度但會發(fā)現(xiàn)沒加纖維時不會短射，但添加卻有短射問題，所以是需要更多的溫度使這些添加物能夠在模穴中由塑料進(jìn)行流動。
在設(shè)備上的選擇，市面上射出機種類繁多，分為螺桿式和柱塞式、臥式以及立式等等，在SOLIDWORKS
Plastics中，將射出成型機簡化成只需要三個重要參數(shù)，即可滿足市面上大部分的射出成型機的設(shè)定需求，其三個主要參數(shù)為1.最大射壓限制2.螺桿直徑3.參考射出率，這有助于方便操作者簡易輸入射出成型機參數(shù)，并且適用于目前市售射出成型機，而在臥式(圖10)以及立式(圖11)的射出成型機，只需在軟件中設(shè)定重力方向即可表達(dá)臥式與立式的區(qū)別。
SOLIDWORKS Plastics常用功能介紹
實體網(wǎng)格類型
SOLIDWORKS
Plastics實體網(wǎng)格模塊中分為四面體(圖11)與六面體(圖12)，在2014版本中六面體僅提供體素以及回歸兩種網(wǎng)格，在SOLIDWORKS
Plastics2015中正式加入非正交體素網(wǎng)格，此種網(wǎng)格主要是由模型內(nèi)部開始長網(wǎng)格，再往外貼合于模型曲面，此種網(wǎng)格排除Plastics六面體體素網(wǎng)格的缺點，使模型外觀不失真，并且達(dá)到有效的準(zhǔn)確分析結(jié)果，因此此種網(wǎng)格適合運用在敏感度高的光學(xué)組件產(chǎn)品上，而四面體的混種網(wǎng)格就很適合一般大眾化的產(chǎn)品，面對不同的組件特征會有不同的優(yōu)化網(wǎng)格選擇。
在SOLIDWORKS
Plastics2015版本中加入了水路與流道的進(jìn)階編輯選項，使同軸網(wǎng)格也可以是用戶可控制的項目，降低模型失真率，提升分析的準(zhǔn)確度(圖13)。
圖13水路/流道同軸網(wǎng)格進(jìn)階設(shè)定式意圖
對稱分析
在未來SOLIDWORKS
Plastics2015中針對多模穴的分析指令周期，增加了多模穴對稱性分析，在網(wǎng)格部分先估算好模穴數(shù)量(圖15)，產(chǎn)生網(wǎng)格后自動建立對稱面。
模穴的設(shè)計上為求分析快速與準(zhǔn)確，常會將結(jié)構(gòu)對剖處理，而在2015版本的Plastics中，在網(wǎng)格階段有做對稱分析，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定時，自動將對稱面設(shè)定完成(圖16)，來減少網(wǎng)格總量加快求解，或是用其生成對稱網(wǎng)格特征以確定其不受各穴網(wǎng)格生成差異影響。
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