Moldex3D模流分析之应用Moldex3D于断筋平板产品翘曲研究

大纲

塑料射出成型虽然可以快速且大量生产，但因制程引起的翘曲缺陷却难以轻易获得解决。此研究透过产品的肉厚设计(平板 vs. 40％突变厚度平板)，以及温度参数(30°C、45°C及60°C)的变化来观察各组合对于翘曲的影响。这份研究结果可以解决收缩翘曲问题，建立肉厚减薄的设计规范供产业界应用。

挑战

随着产品设计愈趋复杂，产品肉厚对于收缩翘曲的影响性非常大，这类缺陷对于产品良率有直接影响，常常会造成产品尺寸不准确或是装配不全的问题。此外，影响翘曲的因子相当众多，例如：温度、肉厚均匀性、残留应力以及冷却时间…等，必须透过适当的控制和设计才能成功生产符合标准的产品。

案例研究

以往为解决产品翘曲，通常都是透过调整制程参数；但假如在产品设计端的设计有超过规范时，单靠制程参数要解决务问题则是相对困难。为了要有效解决及控制翘曲问题，本研究使用创新的突变肉厚设计搭配温度控制来改善翘曲问题，希望此种方法可建立起设计规范，并实际应用于产业界。

为了解产品肉厚设计以及温度对于翘曲的影响，此研究在实验和分析产品部分设计一长方平板与一单边突变厚度(40%)的平板搭配特殊设计的扇形浇口，以确保熔胶进行充填时可同时间达到相同位置。

分析结果与实际产品

透过两侧不同温度参数控制可使得平板以不同形式收缩造成翘曲，翘曲方向向上为U向下为反U字型，而在翘曲观察点的部分，以长平板与浇口接触点开始分为10等分，纪录其每一点的翘曲位置。在分析的model上也设置9个与实验测试点一样位置的量测点，以帮助我们分析完成后可以快速地取得所需要的信息。

翘曲测量点与U型、反U型翘曲

从Moldex3D的分析以及实验结果中可发现，在固定公模温度较高时(30-75°C, 45-75°C, 60-75°C)，长平板以反U字型翘曲，而对于突变平板而言，反U字型的翘曲量更甚，其原因为突变平板在母模面的肉厚掏空造成收缩时体积较少，导致收缩时产品靠公模面的收缩较大。

而温度变异方面可看出，双边温度差越大对于产品翘曲影响越大。另一方面，在固定母模温度较高时(75-30℃, 75-45℃, 75-60℃)，长平板则以U字型翘曲，而其温度条件对于变平板而言，则可以将翘曲量缩小，其原因在于肉厚单边掏空造成往公模面的收缩也减小，达到抑制翘曲目的。因此，可以将肉厚剪薄之于模具温度控制的观念应用在3C产品背盖上，达到在容许范围内有效控制翘曲量的目的。

长平板与突变平板翘曲结果

Moldex3D分析结果可以验证不同的温度设定与产品肉厚，其控制因子对于产品的一定影响；其分析与实验结果也相符合。因此，使用Moldex3D作为先期预测的仿真分析软件来预测其流动和收缩翘曲的情况，以其结果来做后续实际开模则可省去许多测试成本。