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全球知名土耳其汽車零件製造商藉Moldex3D克服多材質射出難題
时间:2016-07-08 10:15来源:未知

FARPLAS為全球領先汽車零件製造商,以最具成本效益的方式提供最全面且優質的產品。在產業投資、全球布局及顧客服務等各領域上,擁有40年豐富的經驗。(來源: http://www.farplas.com.tr)

大綱

本案例中的產品為油箱外殼,使用PP+GF30與乙烯丙烯橡膠(EPDM)兩種塑料,經由多材質射出成型製程生產。多材質射出製程的難度特別高,玻璃纖維排向必須與流動方向一致,而流動方向將影響到產品是否變形。若產品扭曲的部位無法準確嵌入另一個腔室,EPDM將無法成功充填。此外,要將EPDM完全平衡地填入分層精細的PP+GF30中,也是另一個難題。FARPLAS利用Moldex3D對油箱外殼的製程進行各項分析,最後成功預測出潛在的問題,並省下重複修模的時間。

挑戰

· PP+GF30充填完成後產生的變形問題

· 對EPDM充填的進澆位置和產品局部厚度做出最佳設計

· 需要充足的EPDM充填量,以補滿熱澆道間隙

解決方案

Moldex3D可幫助FARPLAS獲取正確的設計變更資訊,協助改善第一次充填(PP+GF30)發生的翹曲問題,以及第二次充填(EPDM)的流動平衡和短射問題。透過高階網格模擬,可得到極為精準的分析結果,與實驗結果幾乎是100%吻合。

效益

產品品質改善:

· 降低PP+GF30充填的總位移量

· EPDM充填達到零短射

· 節省設計修正的時間、縮短生產週期,並降低研發成本

案例研究

本案例目的為解決PP+GF30與EPDM多材質射出成型的翹曲問題。翹曲情形主要發生在第一次充填(PP+GF30)時,因此須針對此階段進行改善,避免其成品無法與第二次充填(EPDM)的元件互相嵌合。同時第二次充填時的模穴,也須有適當的設計,確保充填完整。

FARPLAS首先利用Moldex3D進行第一次充填的模擬,分析結果預測出翹曲問題,於是根據模擬結果進行模具設計,並同步進行第二次充填模擬。FARPLAS針對第一次充填進行的修正包括:在部分區域增加肋條設計作為支撐,以強化產品堅固性;部分區域則移除肋條,使產品厚度較平均(圖一)。經上述變更後,翹曲問題獲得明顯改善(圖二)。

圖二  原始設計(左)缺乏支撐的肋條,翹曲變形較嚴重(最大值為2.78mm),變更後的設計(右)多了支撐肋條,翹曲情形改善(最大值為2.47mm)

在第二次充填的部分,Moldex3D偵測出充填不完整而導致短射的現象。因此FARPLAS針對第二次充填進行產品幾何(圖三)和厚度(圖四)的修正,改善了EPDM的流動行為,使充填完整,並成功解決了短射問題。

除了從分析結果看出設計變更後,翹曲和短射問題都獲得改善之外,FARPLAS也以實驗驗證模擬的準確性。實驗結果發現,將模流分析的網格等級從3提高到5之後,結果幾乎是100%準確。圖六及圖七分別為EPDM充填的原始設計和設計變更比較,皆可發現模流分析和實驗結果相符合。

結果

經由Moldex3D網格等級5的模流分析,可清楚了解多材質射出製程中,PP+GF30和EPDM兩次充填的流動行為,並藉由實驗驗證其準確度幾乎達100%。Moldex3D幫助FARPLAS在實際生產前,提前預測潛在的製造難題,並及早做出必要的修正,避免耗費過多的時間成本在重複試模。

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