CAE模流分析101招-第 3 招、產品設計之肉厚篇~【加減肉厚】

■林秀春/Moldex3D

第 1 招、產品設計之連結器篇~【淘肉厚】
第 2 招、產品設計加肉篇
第3 招、產品設計加減篇

產品故事說明

•此電子產品( 上下蓋一模四穴開在同一模具) 當初在試模生產時發生嚴重變形與短射問題如圖2 所示，多模穴的產品遇到厚度差異設計過大，此情況通常在射出成形時問題是很大的，百分百NG 情況往往不容易解決，所以既使模具師傅花了很多改澆口流道的設計變依然無法解決。所以提供CAE 的分析經驗，當不良成品問題很大的時候，產品設計占60%，模具占30%，射出條件占10%，所以要解決問題必須從產品設計加減肉厚著手~

•圖2_ 為產品幾何單為mm 塑膠使用PBT。左蓋尺寸長35，寬35 ，高8.6 右蓋部分長35，寬35，高4.7二穴主平面肉厚(( 左穴1.0，右穴0.59)，最大肉厚1.59

•實際說明
兩穴因成品肉厚差異，造成流動不平衡，肉厚0.59 區域有遲滯的現象( 由凸變凹的流動波型) 圖3_CAE 分析變型的狀況。圖4_ 由CAE 分析重現問題並依師傅改多組澆口設計，並沒有改善原來的問題。

圖5_ 為中心溫度剖面流道澆口與成品溫度顯示，得知右蓋( 肉厚0.59 區域) 有溫度偏低的現象如圖示175oC經討論結果由於厚度設計過薄且二穴競爭的結果使0.59的模穴問題加劇，由CAE 分析幾組將厚度增加進行分析，最終以增加10 條來進行修模得到很好的射出產品。圖5_ 右圖示溫度已經升高到240oC，可以大幅改善流動與變形的問題。圖6_ 經模具修改後射出產品尺寸良好，已經達到可以驗收的規範。圖7、一模四穴的記憶卡座，厚區(1.2mm) 薄肉區(0.25mm) 所示，圖1 為市場常見的相關產品。圖8、充填時間0.2sec 的流動情況，薄區呈現遲滯現象，容易發生短射與結合線，也是發生應力與變形的問題區域。•圖9、由溫度分佈圖瞭解薄區呈現遲滯區域溫度遠低于170oC，代表充填狀況不佳，需要討論產品設計喔。
•圖10、模具加值，安裝虛擬感測節點，利用CAE 計算機試模瞭解流動與溫度的歷程變化掌握真實問題，不再黑魯魯的試模喔。