■Moldex3D 全球模流達人賽，作者：丁聖倫 主任工程師
摘要
對於透明件來講，特別是有光學用途的產品，如監視器的透明罩子，對於成品的透光要求較高，若產品存在殘留應力，則可能會影響其透光率及使用壽命。因此需要設計合適的肉厚，適中的充填參數成型，降低產生殘留應力的風險。
案例簡介
- 產品說明：監視器透明罩尺寸(mm)為長98 x寬98×高54、平均厚度5，產品體積26cc，穴數為1，產品及流道如圖1所示。
- 問題焦點：該產品有包封問題以及殘留應力導致的結構強度的問題。
- 使用材料：PC Lexan_940A
模流分析：原始設計
通過充填分析，判斷原始模具設計產生包封以及殘留應力的原因，通過調整產品肉厚進行改善。
充填流動分析
圖2為產品以及流道的肉厚分布，可看出罩子側邊邊緣的厚度比主體厚度大0.28mm，該厚度差異會發生流動競爭的行為。圖3為流動波前的結果，可看到當熔膠流動到60%時，在罩子側邊的熔膠流動已超過肉薄的主體，到80%狀態時，由於肉厚大的地方中心溫度更高，因此流動會更快，此時已形成了回包形式的波前。到流動末端時，中間出現流動遲滯更為嚴重，兩側速度加快，產生剪切升溫的現象，最終出現包封的問題。
充填壓力分析
如圖4，產品整體的射壓為112Mpa，其中流道端壓力為28Mpa，產品壓力為84Mpa。通過圖5所示，可看到產品靠近澆口處的側邊有較高的剪切率，通過應力偏光儀也能看到產品有嚴重的殘留應力。
以上結果可判斷，產品由於肉厚的差異，導致流動不平衡，出現包封的問題。而由於產品兩側流動較快，產生較大的剪切率，後續會對產品結構的強度產生影響。
模流分析：改善設計
該產品包封及高剪切率的根本原因來自尾端圓角處厚度差異，故本次設變進行肉厚的修正，把肉厚不均的地方進行倒圓角，如圖6所示。
流動結果對比
圖7中可看到流動到40%時，更改肉厚後，熔膠在兩側的流動速度已放慢，當流動波前到60%時（圖8），原始設計兩側已超過中間，而更改肉厚後，兩側和中間區域依然保持平推的狀態，圖9、圖10分別為流動波前80%與95%的結果，可看到更改肉厚後，流動相對更加平衡。從圖11中可看到，變更設計後可解决包封的問題
剪切率結果對比
更改肉厚後，產品兩側的剪切率（圖12）有明顯的降低。
結論
通過CAE分析對比結果得知，設計變更後流動更加平衡，包封問題最終得以解决。而由於流動平衡，因此兩側速度梯度不大，所以剪切率也有所改善。後續產品通過修模後已正常生產。
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