■誠模精密科技 / 李海 模流分析高級工程師
前言
NB上的網孔設計，其目的在於增強散熱或聲音的通透性。而在模具設計時，網孔區域應特別引起重視，因為其流動阻力大，壓力損失高，極容易形成充填短射，需要較高的充填壓力；但過高的充填壓力，也容易使其產生毛邊溢料，在模具加工時，此區域就要做相應的預留，使其能夠配合更緊密。無論是出現短射還是毛邊，模具的維修成本都比較高，所以在設計時，澆口位置和流道大小的選擇就相當重要。那麼，怎樣在多種方案中挑選最佳設計，使出現上述不良的幾率降至最低呢？
CAE模流分析的產生，為我們的選擇提供更多參考。而模擬網孔流動的準確度能否保証，分析結果是否可信？在模擬網孔流動時，又該注意什麼？本文為網孔模擬分析提供一個實例。
案例簡介
產品說明
此案例為NB下蓋（如圖1），其尺寸為261.27*212.55*12.5mm，肉厚為1.2mm，使用的成型材料為PC+20% Mineral、Mitsubishi / BCB992
成型機臺與成型條件
使用的機臺為臺中精機350T，其螺杆直徑50mm，最大射速172mm/s，最大射出壓力187Mpa，最大射出量372g。其中成型條件設定如表１。
問題點
因產品網孔較多，肉厚為1.2mm，較薄。成型後，局部網孔易出現毛邊，調機無法解決；經過3次變更澆口流道設計，改善仍不明顯。經檢查，模具上網孔區域高度公差為正0.03mm，屬緊密配合。需用CAE模擬流動分析，尋找解決對策。
模流分析
原始設計
本產品採三板模四點進膠（一處針點、三處側澆口），橫流道尺寸為上7*下4.88*高6mm，等同於Φ6.73mm圓形；針點進膠點尺寸為a:Φ1mm；側澆口進膠點尺寸為c:7*1mm、b:8*1mm、d:6*1mm。
情景重現（依據成型短射，修正網格）
網孔區域影響流動原因在於模壁對塑膠流動產生的摩擦阻力，從而導致流動性下降；另外，網孔區域與模壁接觸面積增大，散熱加快，易產生冷料，降低料溫，黏度上升。
網孔處肉厚設定不能直接定義量測厚度，需要用到等效設定（如圖3）；通過等效設定後的模擬分析結果（圖4）與實際成型短射（圖5）對比，相似度為70%；在等效設定後，再將肉後減少0.15mm模擬分析（圖6）與實際樣品相似度為90%，所以,肉厚修正是必要的。修正網格後，成型條件如表2。
原因分析
產品（如圖7）紅圈中網孔處是易產生毛邊的區域,其原因：
- 流動不平衡：後充填處需要持續加壓，先充填處已進入保壓狀態；
- 壓力集中：毛邊處為a、c、d三澆口結合交匯處，易產生壓力過剩現象（如圖8）；
- 需求鎖模力過大（如圖9）。
修改對策
針對上述可能造成網孔毛邊的原因，制定相應對策：
- 變更澆口大小及位置，達到流動平衡；
- 移動澆口位置，解決壓力集中現象；
- 建議客戶更改網孔結構；
方案一：
- b處澆口向下移動14mm,由8mm寬加大至12mm；
- c處澆口由7mm寬加大至12mm；
- d處澆口向右移動35mm；
方案二：
- 在方案一變更基礎上，將圖12紅圈中盲孔區域肉厚由6mm加膠至0.9mm；
結論
在運用CAE模擬網孔流動前，定義其肉厚非常關鍵，一般需要在等效肉厚基礎上再減少15%的厚度，以此表現出網孔充填困難的特徵：正確的輸入模型，不僅是CAE模擬的基礎，也是達到真實模擬效果的首要條件。
而CAE模流分析模型建構中，無法建構毛邊的模型，只能借助模擬分析流動波前、壓力、鎖模力等資料綜合研判，提前預測最可能出現毛邊的區域，並且通過模擬分析找到最行之有效的解決方案。
正確運用CAE模擬分析，能避免因重複修改和多次試模造成不必要的成本浪費。
