【成功案例】Moldex3D 帮助宝泰模具解决包封与结合线问题

liujunyun

客户简介
宝泰模具股份有限公司成立于公元1994年，主要业务为塑料射出模具制造。2005年因业务扩展厂房不敷使用故迁厂至现址，公司目前厂房占地六百坪、人数约三四十人、资本额新台币四千三百万，于迁厂后增购三台单色及一台多色射出机并转型为ODM为客户设计、制造并产出一系列成品。公司部门设有模具及射出，并于 2007 年 6 月成立品保部门以达到全制程的制作与监控，有效提高成品质量并保障客户端应有的权利。（数据源：https://www.powertech.com.tw)


• 挑战: 本案例中，杯架区域与成品主肉厚在流动上有着极大的高低流动落差，在不能改变外型设计的前提下，必需克服包封问题并且节省时间和成本。

• 解决方案：以 CAE 模拟分析技术取代传统试误法，找出最佳进浇位置，改善流动平衡，并作肉厚设计变更，在杯底加厚让塑料能更快速流动，让第一次试模就成功克服包封问题。

• 价值效益：工程师透过 CAE 仿真分析技术可以成功解决模具成型的常见问题，不仅缩短了产品开发时程，更为企业节省成本开销。

质量提升与成本降低的组合在现今各产业似乎已成为必要之下单前提，故各产业于设计生产前之流程规划中势必须拥有健全的流程分析配套。如本文章将介绍之Armrest 杯座来说，经过 CAE 数次仔细的分析后可明显看出每一个参数改变所引起的差异，而这些差异的现象会让设计者做事先判断及预防，对成本与时间的节省是具有相当的竞争力。本文介绍之 Armrest ( 图1 ) 其杯架区域与成品主肉厚在流动上有着极大的高低流动落差 ( 图2 )，故塑料流动至其区域时造成了明显的包封现象，而此问题以不改变造型的前提下，除了改变肉厚似乎也无较简易的方法，但如果没经过分析而以现场试误法进行修改其过程将会相当的冗长及浪费成本，故宝泰模具于接下此案件时首要工作就是进行 CAE 分析，以找出最佳的进浇位置使其流动平衡，更在肉厚上作变更，让包封的问题未出现于第一次试模中。


      
图1. Armrest 简图                                                                 图2. 原始设计肉厚分布

实际现象与 CAE 状况相符合
图. 3 中，塑料流经杯口时 A 项塑料继续向前流动，B 项则往下端杯身充填流动波前83%，杯身上半部流动速度明显快过下半部的流动，流动波前 91 %。图. 3、图. 4以及图. 5 上半部塑料流动快于下半部的流动，造成上端塑料结合时下端塑料仍在充填尚未结合，流动波前 96.8 %， 并产生包封及结合线问题。

            
图3. 流动波前图                                   图4. 流动波前图                              图5. 流动波前图

下图.6 (a), 6. (b) 为厚度设计变更，红色区域 3.0 mm 并将黄色区域肉厚由 3.0 mm 变薄为 2.5 mm 的塑料流动状况。

      
图6 (a). 红色区域肉厚3.0mm                                           图6 (b). 肉厚变薄为2.5mm

本文选取杯底加厚让塑料能更快速流动的方式进行模拟。结果实际照片之现象均与 CAE 之状况相符合，模流分析中显示原产生包封处因厚度的改变而仅剩下一处缝合线，而此现象也与实际试模的状况相吻合 ( 图. 7~图. 12 )。

                  
图7. 分析流动状况                         图8. 实际试模照片                         图9. 分析流动状况


                 
图10. 实际试模照片                       图11. 底部流动已有流动加速现象  图12. 实际试模照片


                 
图13.                                                 图14. 杯身已无产生包封现象   
     
减少试模次数，客户肯定专业
由以上分析可看出，成品于变更流动及改善问题点时，多数会使用主厚度掏肉厚的方式，但如本文成品之造型来说，如使用主厚度掏肉厚的方式杯身包封问题可能也会改善，但因杯身厚度不变，却变更了主厚度，故有可能会产生成品其他不可控之问题点，所以以造型为前提，改变流动快慢或流动方向除了局部掏肉厚的方式外，局部增肉厚也是一种反向的思考，此次的试模于前端设计、制模、分析有提前作了一些防范措施，故于试模时减少了许多问题点，而这些问题点的排除无形之中就减少了成本、时间的浪费，当然也得到了客户端实质的肯定，这就是产生了无形的利润。

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