Moldex3D模流分析之威仕实业以Moldex3D达到抽屉滑轨尺寸精度

大纲

本案例为抽屉导轨产品，其主要功能是让抽屉能畅顺地滑动，因此产品的平整度要求高；滑槽的尺寸必须精确，不能有弯曲或变形。材料选用耐磨的POM，其本身收缩性大，是制造过程中必须考虑的重要因素。威仕实业透过Moldex3D 模流分析工具寻求解决方案，掌握影响产品成型的关键信息，以此优化产品设计及模具设计，克服成型不良问题，省下可观的开模成本和时间，让产品能顺利量产。

挑战

• 严格的产品平整度要求

• 改善产品变形问题

• 缩短成型周期

解决方案

威仕实业透过Moldex3D模拟辅助，评估合适的浇口和流道设计，并透过保压分析，判别出引起产品弯曲变形的主因是收缩不均。同时藉由冷却分析，确认不均匀的冷却对产品变形影响的程度，并预测成型周期时间。最后，工程师使用翘曲分析检查了X，Y和Z方向上的位移量，以此进行设计变更，获得了减少零件翘曲的最佳设计方案。

效益

• 节省修模费用

• 缩短成型周期55%

• X轴方向位移改善300%

案例研究

滑轨是抽屉产品中最重要的组件，其主要功能是让抽屉能顺畅的滑动，因此对产品尺寸精度要求高，且无法容忍变形。要达到零件尺寸精确的关键因素，是在成型过程中使零件在每个区域均匀收缩。

本案例中，威仕实业运用Moldex3D Professional解决方案，模拟原始设计的传统射出成型条件(图一)。翘曲分析结果与实际产品状况十分接近，都有严重变形问题(图二)。要解决此问题，就必须先找出产品变形的成因。透过Moldex3D的分析，发现产品两端有很大的温度差异，导致产品内部收缩率大于外部，因而产生变形(图三)。此外原始设计采三点进胶，但产品两侧流率较低，这也导致流动不平衡之问题。

图三 原始设计的流动分析结果显示，当到达顶出温度时，肉厚区域有积热现象；此区域也观察到较高的体积收缩。

为解决这些难题，威仕实业将原先的三点式浇口设计改为单点进浇。如此不但改善了流动不平衡问题，同时消除了三点进浇所产生的缝合线(图四)。此外威仕实业也改变了产品设计，将滑轨两端的肉厚调整得较为均匀(图五)，以使冷却速度一致。

图四 原始设计中出现缝合线(左)。改变浇口设计后，成功解决此问题(右)。

图五 将滑轨两端厚度修改为较均匀

然而导致产品Z方向翘曲的成因，除了不均匀收缩之外，还有冷却不均问题。考虑到若要改善Z方向翘曲，就必须改变整体设计，包括模具设计、冷却系统等，因此威仕实业决定采取补偿Z方向位移的方式。

最后借助Moldex3D进行一系列优化实验。与原始设计相较，优化设计后因流道体积减少，故产品体积减少了50%，而X方向翘曲则减少300%以上。透过Z方向补偿位移处理后，变形问题已是微乎其微(图五、图六)，同时成型周期也缩短了55%。

图六 Moldex3D模拟可准确预测X方向变形

图七 进行修改和验证后，解决了变形问题，且实际成型的产品也与仿真结果相近。

结果

透过Moldex3D的分析，威仕实业能清楚找出造成产品变形的因素，而进行设计变更和产品验证。如此一来便可缩短研发时间、并制造出质量可靠的产品。