B03-多模穴几何平衡与几何不平衡流道对成品真圆度的影响

在传统的射出过程中，塑料粒经过料筒内螺杆 的挤压、加热熔融后，在极短时间内，以高剪切速 率状态下射入较冷的模穴；而流体前端，其流动情 形乃由模具中心层流向模具表面而固化，即所谓的「喷泉流动」，此流动现象使得成型品截面的分子配 向性差异很大。等到流体完全填满模穴的瞬间，模 穴压力迅速升高；之后模穴压力保持一段时间，使 更多质量挤入模穴内，以减少产品冷却后的收缩效 应；接下来由于冷却效应，模穴内压力逐渐降低， 直到浇口固化后，即可结束保压冷却阶段，此时螺 杆后退，预备进行下次射出的熔料动作。而将模穴 内压力迅速降低至与外界压力相同后，仍继续进行 冷却效应，直到模穴内塑料最高温度低于适当温 度，例如熔解温度或玻璃转化温度等，即可脱模取 出成品。
【2】在塑料射出成形加工的过程中，常会碰到以下 几种影响成品质量的问题：短射、毛边、包封、收 缩下陷、气泡孔洞、破裂、翘曲变形、缝合线、流 痕、喷流、银条、烧焦或黑条等等。而这些问题形成的原因可能是模具设计不良、塑料材料特性的问题、加工条件设定不恰当或是加工环境等其他的问 题所造成。传统上，对于这些问题的解决，不外乎 以现场人员的实务经验配合试误法来行修模、试 模，此种方法不仅耗时耗资，且经验传承不易，不 符合目前瞬息万变的产品需求及激烈的国际市场竞 争环境。
【3】随着塑料产品的蓬勃发展，产品开发时间的缩 短，及减少试模的成本，公司开始导入 CAE 软件来 辅助产品的开发。CAE 模流分析的软件技术【4】， 精准度越来越高，只要是塑料制品大都可以在开模 前用 CAE 模流软件来分析流动过程及产品缺陷，以 减少及解决零件及模具的设计错误，缩短零件及模 具在开发上的时间及修模的费用。

本研究主要以 Moldex3D 这套计算机辅助分析软 体。一开始先对要分析之成品外观进行 Pro/E 绘 图，然后转成 igs 檔以进行 Rhino 修改有限元素的 网格，并设定浇道位置、长度和形状，存档后以 Moldex3D 开启，输入加工条件和材料，进行模流分 析。

在众多医疗产品中，针筒依旧为需求量较大的 消耗品。由于针筒是狭长型的同心圆产品，厚度均 匀，但在熔胶充填及保压过程，因流道配置的设计， 导致熔胶温度和剪应率不对称，造成流动不平衡

【5，6，7】，也使后续的温度、压力上下左右局部 分布不同，导致体积收缩也上下左右不均的情形， 相对造成翘曲而使真圆度有所偏差。

本研究以 Moldex3D 分析软件为主轴，进行多次 的模流分析，找出良好的加工参数，再探讨比较几 何平衡流道设计与几何不平衡流道设计对真圆度的 影响，以及同为几何平衡流道设计的条件下，流道 配置的改变，对产品真圆度的比较。我们希望藉由 此研究的结果，可以带给业者于生产设计，有着相 当的参考价值，以提升产品质量，并加速模具设计 开发。