澆口數量的選擇對射出成型製程影響之研究.doc

澆口數量的選擇對射出成型製程影響之研究 摘要?對於較薄之顯示器或LCD TV前殼一般避免翹曲變形都採用氣體輔助射出成型。本文將探討澆口數量對流動平衡之影響以改善翹曲變形。藉以改善一現有使用氣體輔助射出產品，移除氣體輔助射出成型而達到不影響品質而可降低成本之目的。應用模流分析軟體分析輔助模擬較佳之結果,實際改善模具，以達降低成本之效。 一、 前言對於較薄之顯示器或LCD TV前殼一般避免翹曲變形都採用氣體輔助射出成型，然現今之消費性產品競爭激烈，如何價廉物美是製造業一追求目標。　 二、內容2.1 案例研究A.產品説明:產品為一22”顯示器之前殼尺寸:長183.03mm x寬512.8mm x高466.37mmB.原始設計:前殼採用氣體輔助射出型，如圖1.所示，外觀噴漆消除結合線。C.問題:氣體輔助射出型增加模具成本且製程中充氮氣需增加成本2.2 start point:薄型件常因射出流動不平衡或射出壓力不平衡而造成翹曲變形本文嘗試以多點進澆，降低射出壓力減少翹曲變形。2.3 CAE 模擬分析分析目的:本產品為單一模穴。其分析之主要目的為獲得一最佳的流動平衡及降低設出壓力之流道設計。以下將採用:Case1: 四個澆口Case2: 八個澆口Case3: 八個澆口改良澆道分別進行分析，比較其結果並加以改善。2.3.1 CAE 設定參數分析模型:以Pro/E建構之3D model 轉匯入至軟體中經由其離散化功能產生中間平面網格，並以此作為分析模型。參數設定:充填時間:2.0秒熔膠入射溫度 : 260 模具溫度:80 保壓時間:20 秒保壓壓力:最大設壓之80%選擇材料:ABS+PC FR20000bbs052 of Bayer Plastics2.3.2 週期時間估算充填時間：1.9秒保壓時間：10秒冷卻時間：35秒週期時間：70秒2.2.3 分析結果Case1 – 澆口數量 – 四個澆口圖2為四個澆口之流道系統設計之充填時間，圖5.四個澆口射出壓力，此為熔膠充填結束時之模穴壓力分佈圖，最大壓力通常位於澆口處，而充填末端則是壓力最小的位置，所需之射出壓力約為100 MPa. ，圖8.四個澆口射出壓力降，圖11.四個澆口流動波前溫度，圖14.四個澆口結合線，正面結合線有四條。Case2 - 流口數量 –八個澆口圖3為四個澆口之流道系統設計之充填時間，圖6.四個澆口射出壓力，所需之射出壓力約為80.38 MPa.，圖9.四個澆口射出壓力降，圖12.四個澆口流動波前溫度，圖15.四個澆口結合線，正面結合線有八條較Case1多。Case3 - 流口數量 –八個澆口改良澆道圖4為四個澆口之流道系統設計之充填時間，圖7.四個澆口射出壓力，所需之射出壓力約為78.15 MPa.，圖10.四個澆口射出壓力降，圖13.四個澆口流動波前溫度，圖16.四個澆口結合線，正面結合線有八條較Case1多。此三個Case列表比較如表1。2.2.4 實際結果綜合2.2.3.之結果採用Case3 之設計實際開模驗證，經設射出條件之調整下其結果，如圖17-19與模擬相近。　 三 、結論綜合澆口數量由四個到八個明顯改善射出壓力，而射出壓力降低由100 MPa.到80.38 MPa.對翹曲變形有很大改善在流道配合修改可得到些許之改善，射出壓力降至78.15 MPa. 。在實際射出成型達到模擬預期之效果，翹曲變形實際達可量產之狀態，就模具成本節省約三十萬元及射出製程中氮氣之消耗費用。然也因澆口數量增加，因而結合線增加，對外觀上造成不佳。因本案委託客戶，對外觀要求甚嚴，本來就要求噴漆，所以結合線便不是問題，本案經模擬分析成功改良，達到降低成本之效。對於較薄之顯示器或LCD TV，一般避免翹曲變形都採用氣體輔助射出型。然適度模擬分析找出適當之澆口數量及澆道設計，在些情況下是可取代氣體輔助射出成型，在此不是說氣體輔助射出成型不佳，而其在氣道之設置是一門學問 。 　 四、感謝詞感謝飛利浦電子工業股份有限公司顯示器開發總處及和泰鋼模股份有限公司共同努力研發創新此一成果。　 五、參考文獻[1] MOLDFLOW_training data[2] 塑膠.模具與模流分析之新恩怨情仇　 六、圖表彚整　 圖1. 前殼原始設計(氣輔) 圖2. 四個澆口充填時間 圖3.八個澆口充填時間 圖4.八個澆口改良澆道充填時間 圖5.四個澆口設出壓力 圖6. 八個澆口設出壓力 ?圖7.八個澆口改良澆道射出壓力 ?圖8.四個澆口射出壓力降 　 圖9.八個澆口射出壓力降 圖10.八個澆口改良澆道射出壓力降 圖11.四個澆口流動波前溫度 圖12.四個澆口流動