塑料射出成形之模流分析系应用质量守恒、动量守恒、能量守恒方程式,配合高分子材料的流变理论和数值求解法所建立的一套描述塑料射出成形之热力历程与充填/保压行为模式,经由人性化接口的显示,以获知塑料在模穴内的速度、应力、压力、温度等参数之分布,塑件冷却凝固以及翘曲变形的行为,并且可能进一步探讨成形之参数及模具设计参数等关系。理论上,模流分析可以协助工程师一窥塑料成品设计、模具设计、及成形条件的奥秘,其能够帮助生手迅速累积经验,协助老手找出可能被忽略的因素。应用模流分析技术可以缩减试模时间、节省开模成本和资源、改善产品品质、缩短产品上市的准备周期、降低不良率。在CAE领域,塑料射出模流分析已经存在具体的成效,协助射出成形业者获得相当完整的解决方案。
塑料射出模流分析所需的专业知识包括:
․材料特性—塑料之材料科学与物理性质、模具材料和冷却剂等相关知识。
․设计规范—产品设计和模具设计,可参考材料供货商提供的设计准则。
․成形条件—塑料或高分子加工知识以及现场实务。
市场上模流分析软件大多数是根据GHS(Generalized Hele-Shaw)流动模型所发展的中间面(mid-plane)模型或薄壳(shell)模型之2.5D模流分析,以缩减求解过程的变量数目,并且应用成熟稳定的数值方法,发展出高效率的CAE软件。加以90%的塑料成品都是所谓的薄件,2.5D模流分析的结果具有相当高的准确性,佐以应用的实务经验,再结合专家系统,2.5D模流分析仍将主导模流分析的技术市场。薄壳模型要求塑件的尺寸/肉厚比在10以上,因此着重在塑料的平面流动,而忽略塑料在塑件肉厚方向的流动和质传,因此可以简化计算模型。就典型的模流分析案例而言,一般大约需要5000~10000个三角形元素来建构几何模型,目前2.5D模流分析方法在厚度方向使用有限元素差分法(finite difference method)分开处理,因此比较不会影响计算效率。通常,2.5D模流分析软件可以读取的档案格式包括.STL、. .IGES、 MESH、STEP等档案格式。
(编辑:huananzhusu)