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SmartDO在微細發泡射出成形(Foam Injection Molding)製程優化上的應用
2019-05-23
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對於CAE優化軟體而言,應用實例與經驗才是最可靠的保證。SmartDO自發行以來,一直受到客戶愛護與肯定。除了在產官學研界擁有廣大用戶群,並且在許多工業實務優化設計應用上有顯著效果。例如:

  • 扇葉結構及氣動優化設計。
  • 一般結構輕量優化設計。
  • 土木建築鋼構輕量優化設計。
  • 連接器結構及電性優化設計。
  • 半導體封裝製程與材料優化設計。
  • 複材結構優化設計。
  • 流體噴嘴與流道優化設計。
  • 馬達效能優化設計。
  • 汽車零件與結構優化設計。

本期電子報,介紹由SmartDO歐洲代理商,SimpaTec France提供的一個案例,以SmartDO結合Moldex3D進行在微細發泡射出成形製程之優化模擬。

1.問題描述

本範例針對一個玩具車模型模具,注入33cc的PP塑膠。希望在一定製程條件限制條件下,藉由調整製程參數,就可以將發泡率及減重率提到最大。
圖1所示為標的物的外形及注入口大概位子。射出模擬分析軟體使用Moldex3D

圖 1. 塑膠射出模型及注入口位子

2.優化目標,設計變數及限制條件。

本次最佳化設計的目的,為藉由條整製程參數將發泡率及減重率提到最大。調整的7個製程參數如下所列,每個可調製程參數並有其上下限:

  • 充填時間(Filling Time)。
  • 融澆溫度(Melt Temperature)。
  • 模具溫度(Mold Temperature)。
  • 速度壓力切換點(VP Switch)。
  • 初始氣體濃度(Gas dosage amount)。
  • 發泡時間(Foaming duration)。
  • 冷卻時間(Cooling Time)。

除了必需將發泡率及減重率提到最大,射出過程必須符合以下條件:

  • Max. injection pressure < 13.2MPa。
  • Max. Injection clamping force < 5.4Ton。
  • Shrinkage between two nodes (N88873 and N89353) < 0.145%

3.SmartDO製程優化結果

圖2所示為SmartDO優化後之模擬結果。經SmartDO調整上述的7個製程參數後,其減重率由9.5%提高到15.4%。限制條件則如下所列:

  • Max. injection pressure由14.01 MPa 降至 9.89 MPa (< 13.2MPa)。
  • Max. Injection clamping force 由 5.26 Tons 降至 3.56 Tons (< 5.4Ton)。
  • Shrinkage between two nodes (N88873 and N89353) 由 0.22% 降至 0.128% (< 0.145%)

圖 2. SmartDO優化後之模擬結果