CAE模流分析101招-第 37招、产品设计之厚度篇~【肉厚影响篇】

▎Moldex3D/林秀春 协理

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【内容说明】

产品厚度设计会影响模穴内流动的趋势，而透过模流 软件掌握精确的分析网格就能掌握正确的分析结果 （如图1）

图1：精确的分析网格

并决定产品肉厚值，以藉此改善射出流 动所造成的问题，如结合线、包封、流动不平衡等。 在开模实验中，不同肉厚设计的流动情况也不相同 （如图2）。

图2：开模实验不同厚度的流动情况

此外，不同肉厚的模流热传情形（如图3） 也不同。

图3：不同肉厚的模流热传情

肉厚对流动的影响：产品壁厚区域因热传较慢流动温度较高，流动阻力较 低，是塑料流动时会先选择的路径；而产品壁薄区域 则相反，因热传快、温度下降快，流动阻力较大，容 易造成短射或滞流现象。因此壁薄区域一般是模流较 为敏感而不易控制的区域。

 

图4：CPU Socket 不同肉厚的产品流动波前速度差异分布

举图4、5、6、7的软件 分析与现场试模短射图为例，从中都可以得到以下经 验，当产品设计本身的肉厚值分布不同，造成的流动 波前速度差异会明显有领先与落后现象。厚度设计差 异越大，流动的速度差异越明显，厚壁区快速填满， 而薄壁区则呈现停滞现象，且容易有短射或包封的问 题产生。

案例说明与分析：
图 4 为 CPU Socket，是电脑主板上用于固定 CPU，并导通电气讯号的一种高精度插槽，在插孔数、 插座体积与形状上都有很复杂的设计。因插孔数越来越多，而厚度设计值越来越薄，故分析难度颇高。其 流动分布模拟与现场实验短射，链接器产品设计因要 求高传输速度，故孔洞越来越多，且产品尺寸越来越 小，厚度设计趋薄（5条、10条不等），因此观察流 动区域的领先与落后现像非常重要，因为领先与落后 只要相差数格便决定了端子插入是否会龟裂。

图5：汽车连接器不同肉厚的产品流动波前速度差异分布

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图6：NB连接器（用于连接接头的插槽）不同肉厚的产品流动波前速度差异分布

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图7：NB连接器（用来插记忆卡的插槽）不同肉厚的产品流动波前速度差异分布

结果与讨论： 根据这些图例，我们可以发现淘肉厚很重要，但要在 对的区域淘才行。模流分析软件可以提供多组设计的 分析数据让设计者参考，以掌握合理的肉厚设计值， 并决定整个产品组合性的参考结果，使设计者能快速 做出正确的决策。产品设计时须注意的重点如下：

• 产品厚度设计局部增加肉厚（加厚可以改变流动 波前）

• 产品厚度设计局部淘除肉厚（淘料可以改变流动 波前）

• 纤维配向性（影响变形趋势与结合线强度），以 减少翘曲变形

• 多模穴的流动不一致，造成每穴重量不同，使产 品的尺寸与质量出现差异，导致需要称重并检验 每个产品。

• 模穴内流动经常出现领先与落后的流动(Leading and lagging behind)会产生二股的结合温度有高 低温差情况，容易使结合线强度降低，造成端子 插入时出现产品断裂的现象。■