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进阶模内装饰模拟技术 缩短开发周期
 

【作者: 科盛科技】2017年08月02日 星期三

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印刷技术的应用范围遍及多项产业,除了一般用纸外,还应用在笔记型电脑机壳、手机面板、电路板、液晶面板、汽车仪表板、日用品等产品上;可印刷的材质包括塑胶、金属、玻璃、陶瓷等。在过去的塑胶产品制造中,往往需要对产品表面进行电镀、喷涂、印刷等二次加工;随着市场需求提高,近年来发展出一项崭新的塑胶装饰技术━模内装饰(In-Mold Decoration, IMD),它结合印刷与射出成型等技术应用,使射出塑胶成型品的表面不但耐磨擦、耐刮伤、耐腐蚀,且呈现精致美观的色彩与质感。


常见的制造问题

在此新技术发展过程中,有两个常见的制造问题:一是在充填阶段常出现的冲墨(Ink wash-off)现象;二是产品冷却过程中,因各部位冷却不均匀而导致产品翘曲或扭转变形。这些问题往往需要数次的设计迭代,过程费时费力。


为解决上述问题,可利用CAE模拟技术事先了解充填过程中的模内动态行为,并藉此优化产品设计。为了得到更精确的模内装饰分析结果,Moldex3D在最新的 R15版本中强化了分析功能,可精准地分析模内装饰薄膜之温度分布,再藉由求解处理器模拟塑料的流动温度、速度场并配合产品几何特性,进一步预测可能发生的冲墨现象。


透过分析模内装饰之温度场,可以更加准确地了解模具温度之变化,了解产品冷却行为与体积收缩现象,并藉此优化产品设计、降低产品翘曲及成型缺陷。此外,Moldex3D独家在模内装饰模拟的前处理流程中支援边界条件选项,协助用户以更快速、更简单的方式处理饰件网格层。另还有「冲刷指数」预测功能,能让产品设计者精准预测冲刷状况,确保高品质模内装饰产品的产出。


模内装饰制程案例

以下是模内装饰制程的案例说明。此产品设定模具温度为摄氏80度,塑料温度为摄氏240度。藉由分析可以发现波前流动现象与实验的结果相当吻合(图一)。



图一 : 成型流动波前随时间变化
图一 : 成型流动波前随时间变化

再根据此流动行为检查模型与模内装饰表面的界面间的温度变化,发现明显的热迟滞(heat hesitation)现象(图二),此现象是因为装饰层的热传导能力较差所造成。



图二 : 模内装饰的模具温度分布分析
图二 : 模内装饰的模具温度分布分析

由於模内装饰制程需要进行产品表面加工和上色,在射出成型过程中,模内有许多因素容易造成产品瑕疵,因此使用者必须全盘了解模内动态行为,避免不良品产生。而Moldex3D的新颖模拟功能,除了可满足使用者的需求,更可避免不断重复试误的过程,加速产品创新,省下可观的时间和生产成本。


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