模流分析基礎(chǔ)課程

模流分析基礎(chǔ)課程內(nèi)容摘要分析技巧與步驟分析判圖背景知識(shí)流動(dòng)分析判圖知識(shí)保壓分析判圖知識(shí)冷卻分析判圖知識(shí)翹曲分析判圖知識(shí)典型案例介紹案例制作指導(dǎo)模流分析的流程分析技巧比較分析曲線分析判圖知識(shí)充填肉厚效應(yīng)充填遲滯效應(yīng)縫合線潛流效應(yīng)包封(排氣)保壓粘滯加熱效應(yīng)冷卻翹曲纖維配向效應(yīng)流動(dòng)分析技朮指引

(TheoreticalNotesofFlowAnalysis)充填相關(guān)背景知識(shí)充填結(jié)束瞬間變量分布情形充填過程中變量變化歷程(TheoreticalBackgrouldofFilling)充填的基本流動(dòng)方式(BasicFlowPatterninFilling)平板間流動(dòng)徑向(輻射型)流動(dòng)充填相關(guān)背景知識(shí)充填過程全為壓力推動(dòng)塑料熔膠前進(jìn)﹐由于壓力差使塑料波前(meltfront)前進(jìn)填充模穴。充填過程壓力來源為澆口﹐壓力最高﹔越遠(yuǎn)離澆口位置﹐由于流體流動(dòng)摩擦損耗壓力﹐使壓力逐漸降低﹐至熔膠波前位置壓力為最低。推動(dòng)熔膠流動(dòng)的主要力量即為此壓力差(pressuredifference)一般而言,塑料在模穴中的充填行為是趨向阻力最小的部分流動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)塑料流動(dòng)距離越大,代表該區(qū)域的流動(dòng)阻力較小;反之,若移動(dòng)越慢(波前等位線越密集)代表該區(qū)域流動(dòng)阻力越大,塑料緩慢流動(dòng)由于塑料本身具有粘度,粘度越高代表流動(dòng)越困難.因此塑料局部粘度大小可以視作是流動(dòng)阻力的量度.塑料粘度受溫度及剪切率影響較大,因此局部溫度大小,熱傳速率,以及塑件肉厚,均影響局部粘度大小,也就是流動(dòng)阻力大小.肉厚(thickessofpart)的效應(yīng)肉厚較厚處﹐流動(dòng)阻力較小﹐塑料比較容易流動(dòng)。由于塑料是熱的不良導(dǎo)體﹐肉厚處散熱不易﹐熱塑料容易補(bǔ)充﹐溫度較接近設(shè)定之熔膠溫度﹐是溫度較高區(qū)域﹐如圖所示。肉厚較薄處﹐流動(dòng)阻力較大﹐塑料流動(dòng)不易。肉薄處較易冷卻。若塑料流動(dòng)發(fā)生遲滯﹐熱塑料難以補(bǔ)充﹐受冷模壁冷卻結(jié)果﹐塑料溫度迅速下降。若塑料仍可流動(dòng)﹐則因較高的剪切率(速度梯度大)﹐反有黏滯加熱(viscousheating)的現(xiàn)象﹐使局部溫度上升。局部溫度跟高剪切率又與黏度有關(guān)﹐因此具體的流動(dòng)行為取決于流動(dòng)跟熱傳之間相互競(jìng)爭(zhēng)﹐如圖所示。充填速率的效應(yīng)充填速率決定流體局部剪切率大小及熱塑料補(bǔ)充速率﹐因此影響充填行為。高速充填﹕流動(dòng)控制(flowcontrol)1低速充填﹕熱傳控制(heattransfercontrol)1噴泉流動(dòng)(FountainFlow)與縫合線(WeldingLine)塑料在充填過程中﹐流動(dòng)波前的前進(jìn)方式為噴泉流動(dòng)﹐也就是中間區(qū)域的塑料被帶至波前前端后﹐向模壁兩側(cè)甩出﹐固化于模壁區(qū)域。由于中間層塑料一般溫度最高﹐排向最混亂﹐因此噴泉流動(dòng)影響靠近模壁表面層(skinlayer)的固化層厚度及分子鏈配向性﹐如圖所示。由于噴泉流動(dòng)的原因﹐在流動(dòng)波前面的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動(dòng)波前。因此兩股塑料熔膠在交會(huì)時(shí)﹐接觸面的高分子鏈互相平行﹔加上兩股熔膠性質(zhì)各異(在模穴中滯留時(shí)間不同﹐熱力歷程也不同)﹐造成交會(huì)區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差。就肉眼檢視﹐可以發(fā)現(xiàn)有明顯的結(jié)合線產(chǎn)生。﹐稱之為熔接線(weldingline)或縫合線﹐如圖所示。縫合線縫合線不僅影響塑件外觀﹐同時(shí)由于微觀結(jié)構(gòu)的松散﹐易造成應(yīng)力集中而成為產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度弱點(diǎn)所在。一般而言﹐在高溫區(qū)域產(chǎn)生熔接的縫合線強(qiáng)度較佳﹐因?yàn)楦邷厍樾蜗漏o高分子鏈活動(dòng)性較佳﹐可以互相穿透糾纏﹐增加熔接區(qū)域的強(qiáng)度﹔反之在低溫區(qū)域﹐熔接強(qiáng)度較差。依熔接位置區(qū)分﹐可將熔接現(xiàn)象分為冷熔接和熱熔接兩類﹕熱熔接(hotwelding)冷熔接(coldwelding)縫合線的位移現(xiàn)象﹕若兩股交會(huì)熔膠流動(dòng)差異性大﹐占優(yōu)勢(shì)的熔膠波前會(huì)推擠弱勢(shì)的熔膠波前﹐使縫合線發(fā)生位移現(xiàn)象。由于靠近模壁側(cè)之塑料熔膠率先固化﹐表面縫合線亦定型不變。但內(nèi)部塑料尚未完全固化﹐此時(shí)將因強(qiáng)勢(shì)流動(dòng)波前的推擠作用﹐造成內(nèi)部縫合線發(fā)生位移。此種因內(nèi)部熔膠流動(dòng)造成的縫合線位移現(xiàn)象﹐稱作潛流效應(yīng)(underfloweffect)﹐將進(jìn)一步降低縫合線的強(qiáng)度﹐如圖所示。分子配向性(MolecularChainOrientation)分子鏈配向性的成因高分子塑料是由長(zhǎng)鏈高分子(longchainmacromolecules)組成﹐在外力作用下﹐高分子鏈會(huì)為流場(chǎng)所排向。分子鏈的配向行為來自于作用在高分子鏈局部的外力差異﹐也就是速度差異。如圖所示。由于剪切率(shearrate)是流場(chǎng)速度梯度的度量﹐表示單位距離內(nèi)的速度變化大小。因此剪切率大小對(duì)分子配向性影響甚大。剪切率越高的區(qū)域﹐分子鏈配向性情形越嚴(yán)重。分子鏈配向性的趨勢(shì)﹕1.就整體流場(chǎng)而言﹐分子鏈大體沿主要流動(dòng)方向排列2.在厚度方向﹐由于中間層剪切率最低(速度變化最小)﹐排向性最差﹐分子鏈零亂分布。3.靠近模壁部分﹐速度變化最大﹐剪切率最高﹐分子鏈配向性較激烈﹐排向較為整齊。3.模壁表面層由于噴泉流動(dòng)影響﹐排向最為混亂﹐如圖所示。充填結(jié)束瞬間變量分布情形(FieldVariablesDistributionafterFilling)波前流動(dòng)(MeltFrontAdvancement)代表不同時(shí)間(以不同顏色顯示)的塑料前緣位置﹐由此可知塑料充填過程的流動(dòng)動(dòng)態(tài)行為。判斷重點(diǎn)﹕充填是否完全?有無短射(shortshot)問題?由充填過程判斷﹐是否有局部區(qū)域流動(dòng)阻力過大而有遲滯(hesitation)現(xiàn)象?遲滯現(xiàn)象發(fā)生區(qū)域容易造成塑料提早凍結(jié)(freeze)﹐使該區(qū)域發(fā)生滯料或充填不飽的問題﹐如圖所示。充填過程中是否有流動(dòng)阻力差異過大造成的賽馬現(xiàn)象(racetrack)?賽馬現(xiàn)象容易造成內(nèi)部縫合線(internalweldingline)﹑燒焦﹑充填不飽的缺陷﹐如圖所示。檢視接近充填結(jié)束階段的流動(dòng)波前﹐有無包封(air-trap)問題?如圖所示。由分析流動(dòng)波前可知是否有縫合線問題發(fā)生?？p合線不但影響外觀﹐同時(shí)使成型品易因此線的應(yīng)力集中而有斷裂的問題產(chǎn)生。多點(diǎn)進(jìn)澆(multiplegating)情形﹐應(yīng)注意流動(dòng)平衡(flowbalance)﹐使各澆口對(duì)流動(dòng)貢獻(xiàn)均勻。如圖所示。此多模穴模具由分析流動(dòng)波前可知各模穴充填是否均勻﹐流動(dòng)平衡性是否良好﹐如圖所示。判斷重點(diǎn)﹕若局部中心溫度高于料溫設(shè)定﹐顯示有黏滯加熱的放熱現(xiàn)象。若局部中心溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生,使塑件有燒焦裂解之虞。若局部中心溫度接近模溫﹐顯示該區(qū)域塑料接近滯料靜止?fàn)顟B(tài)﹐熱量迅速被冷模穴傳導(dǎo)散逸﹐熱傳導(dǎo)效應(yīng)(thermalconduction)明顯使塑料變冷。若局部中心溫度接近料溫﹐顯示該區(qū)域塑料流動(dòng)性良好﹐熱塑料不斷流入補(bǔ)充熱量﹐熱對(duì)流效應(yīng)(heatconvection)明顯,使塑料保持高溫狀態(tài)。若整體中心溫度分布植甚低﹐代表塑料迅速降溫凍結(jié)﹐有發(fā)生短射之虞。塑料中心溫度(CenterTemperature)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間﹐塑件肉厚方向中心層的溫度分布情形。一般而言﹐在充填過程肉厚中心溫度為肉厚方向最高溫區(qū)域﹐此緣于熱塑料不斷填入﹐對(duì)流(convection)效應(yīng)使溫度保持高溫﹐且塑料熱傳導(dǎo)性甚差﹐不易散熱之故。若有黏滯加熱(viscosheating)現(xiàn)象則否﹐如圖所示。塑料平均溫度(AverageTemperature)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間﹐肉厚方向的平均溫度分布情形?？梢砸曌魉芗@示出來的平均溫度。亦可看出肉厚對(duì)溫度分布的效應(yīng)(越厚處散熱傳導(dǎo)越不易)﹐如圖所示。判斷重點(diǎn)﹕若平均溫度高于料溫設(shè)定﹐顯示有黏滯加熱的放熱現(xiàn)象。若局部平均溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生,使塑件有燒焦裂解之虞。若局部平均溫度接近模溫﹐顯示該區(qū)域塑料接近滯料靜止?fàn)顟B(tài)﹐或是肉厚相當(dāng)薄﹐熱量迅速被冷模穴傳導(dǎo)散逸﹐熱傳導(dǎo)效應(yīng)(thermalconduction)明顯﹐使塑料變冷。若局部平均溫度接近料溫﹐顯示該區(qū)域塑料流動(dòng)性良好﹐或肉厚較厚﹐熱塑料不斷流入補(bǔ)充熱量﹐熱對(duì)流效應(yīng)(heatconvection)明顯,使塑料保持高溫狀態(tài)。塑料平均溫度分布可用來評(píng)估可能發(fā)生熱點(diǎn)所在﹐作為冷卻水管安排的參考。配合冷卻分析﹐設(shè)計(jì)適切的冷卻水管路安排。塑料容積溫度(BulkTemperature)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間﹐肉厚方向考慮速度加權(quán)的平均溫度分布情形。代表動(dòng)態(tài)的平均溫度。由于靜止區(qū)域(速度u=0)加權(quán)為零﹐代表忽略靜止區(qū)域?qū)ζ骄鶞囟鹊呢暙I(xiàn)﹐因此可以看出熱對(duì)流對(duì)于溫度分布的效應(yīng)﹐滯流區(qū)域及黏滯加熱區(qū)域的溫度分布情形。一般而言﹐充填過程中之體積溫度分布情形應(yīng)反映出塑料充填流動(dòng)的趨勢(shì)﹐如圖所示。判斷重點(diǎn)﹕1.若容積溫度高于料溫設(shè)定﹐顯示有黏滯加熱的放熱現(xiàn)象。2.若局部容積溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生,使塑件有燒焦

裂解之虞。3.容積溫度較高的區(qū)域代表塑料持續(xù)流動(dòng)﹐熱熔膠不斷注入。反之﹐容積溫度接近均勻的區(qū)域或低溫區(qū)域﹐代表塑料幾乎不再流動(dòng)。4.由容積溫度分布可以判別塑件在充填過程中﹐熱塑料對(duì)流傳熱的效應(yīng)大小﹐判別滯料區(qū)域所在﹐預(yù)測(cè)短射現(xiàn)象及發(fā)生位置。塑料壓力分布(PressureDistribution)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間模穴各處壓力分布情形﹐如圖所示。判圖要點(diǎn)﹕壓力分布是否均勻?顯示壓力傳遞效果。評(píng)估模具中肉厚及溫度對(duì)于壓力分布及損耗的影響壓力損耗情形。流道﹑澆口﹑模穴損耗壓力情形。以判別流道﹑澆口是否過小﹐損耗過度壓力?多點(diǎn)進(jìn)澆時(shí)可評(píng)估各澆口壓降情形﹐以找出占優(yōu)勢(shì)之澆口位置(壓降較小者)﹔淘汰多余之澆口(壓降過大﹐流量較小者)。多模穴模具可以評(píng)估各模穴澆口/模穴內(nèi)部壓力分布是否均勻﹐以進(jìn)行流動(dòng)平衡﹐如圖所示。塑料剪切應(yīng)力分布(ShearStressDistribution)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間模穴各處剪切應(yīng)力分布情形。剪切應(yīng)力代表塑料在加工過程中由于剪切流動(dòng)造成的應(yīng)力大小。可由圖判別塑料流動(dòng)應(yīng)力是否過高﹐以作為是否使塑料產(chǎn)生裂解及過度殘余應(yīng)力(residualstress)的參考。判圖要點(diǎn)﹕剪切應(yīng)力分布情形是否均勻﹐植大小為何?若分布不均是為應(yīng)力集中(stressconcentration)﹐亦使成型品發(fā)生翹曲變形問題。若剪切應(yīng)力過高(如大于1Mpa)﹐有可能使塑料遭受過大應(yīng)力影響強(qiáng)度。充填結(jié)束瞬間﹐由于充填體積變少﹐流量固定時(shí)射速相對(duì)增加﹐加上料溫較冷﹐黏度較高﹐因此最后充填位置的剪切應(yīng)力偏較高。塑料剪切率分布(ShearRateDistribution)以不同顏色顯示充填結(jié)束瞬間模穴各處剪切率分布情形。剪切率代表塑料在加工過程中被剪切變形的速率﹐也是速度變化大小的度量。剪切速率越大﹐代表塑料被變形的速率越高﹐分子鏈遭受激烈之變形速率。因此剪切率分布與速度梯度(velocitygradient)變化有關(guān)﹐也與分子鏈配向性(molecularorientation)有關(guān)。可由圖判別塑料流動(dòng)剪切率是否過高﹐拉斷塑料高分子鏈﹐產(chǎn)生裂解﹐影響成品強(qiáng)度。同時(shí)可判斷是否有過度黏滯加熱(viscousheating)的現(xiàn)象。判圖要點(diǎn)﹕剪切率分布情形是否均勻﹐植大小為何?一般而言剪切率較大區(qū)域見于澆口﹑以及肉厚較薄位置。若剪切率過高(如大于10.0001/sec)﹐有可能使塑料高分子鏈遭受過大變形而斷裂﹐影響強(qiáng)度。一般常見塑料可容許剪切率大小﹕塑料名稱

縮寫最大容許剪切率(1/sec)充填過程中變量變化歷程(FieldVariablesHistoryDuringFillingStage)壓力變化曲線(PressureHistory)

射出成型過程中﹐壓力曲線變化情形如下圖所示﹕Pm﹕射出機(jī)中螺桿計(jì)量區(qū)(meteringzone)壓力曲線﹐也就是設(shè)定之射壓曲線(settedinjectionpressureprofile)。Pn﹕射出機(jī)中噴嘴(nozzle)末端壓力曲線﹐也就是噴嘴壓力曲線(nozzlepressureprofile)。會(huì)隨模穴壓力而變化。Pg﹕流道末端澆口壓力曲線(gatepressureprofile)﹐也就是模穴入口端壓力曲線(cavitypressureprofile).由于壓力傳遞及流動(dòng)過程中的摩擦損耗﹐使模穴壓力變化要滯后于設(shè)定之射壓。Pc﹕模穴末端壓力曲線。由于模穴內(nèi)部流動(dòng)壓力損耗結(jié)果﹐模穴內(nèi)部壓力較澆口壓力低。充填-保壓-冷卻充填階段(Fillingstage)]塑料在設(shè)定射壓作用下由螺桿計(jì)量區(qū)經(jīng)噴嘴﹑豎澆道(sprue)﹑流道(runner)﹑澆口(gate)填入模穴的過程。

tf-tf1﹕流量控制(flowcontrol)階段。塑料開始充填空模穴﹐流量保持固定﹐模穴壓力緩慢上升。

tf1-tp﹕壓力控制(pressurecontrol)階段。壓實(shí)塑料熔膠(melt)過程﹐模穴壓力迅速增加﹐塑料流量開始降低。填模壓力傳遞至模穴最末端。保壓階段(packingstage)持續(xù)施加壓力(保壓壓力﹐packingpressure),壓實(shí)熔膠﹐補(bǔ)償塑料之收縮行為。保壓壓力可維持為原來射壓大小(一次射壓)﹐亦可比較原來射壓為高(二次射壓)。在保壓過程中﹐由于模穴中已經(jīng)添滿塑料﹐背壓(backpressure)較高。在保壓壓實(shí)過程中﹐射出機(jī)螺桿僅能稍微向前流動(dòng)﹐因此塑料為慢速流動(dòng)。在保壓階段﹐塑料開始受模壁冷卻固化﹐密度增大而塑件逐漸成型。保壓階段一直持續(xù)至澆口固化封口為止。冷卻階段(coolingstage)t=td﹕澆口封口﹐保壓階段結(jié)束。射出機(jī)噴嘴壓力下降為零﹐澆口雖已固化封口﹐模穴內(nèi)部熔膠尚未固化完畢﹐在模穴背壓作用下﹐產(chǎn)生部分回流(backflow)現(xiàn)象﹐使模穴壓力稍降?；亓髁看笮々p回流時(shí)間﹑回流厚模穴壓力大小﹐與塑料性質(zhì)﹑澆口大小﹑料筒及模溫設(shè)定有關(guān)。t=td-te﹕冷卻定型階段。塑件密度及剛性逐漸增加﹐至強(qiáng)度可抵抗頂出變形時(shí)﹐即行頂出。冷卻過程模穴壓力逐漸下降。至頂出階段若仍有殘余應(yīng)力﹐則以殘余應(yīng)力(residualstress)形式留存于模穴中﹐或集中于澆口處。保壓分析技朮指引

(TheoreticalNotesofPackAnalysis)保壓過程相關(guān)背景知識(shí)(Theoretical

BackgroundofPacking)保壓過程(PackingProcess)保壓階段(packingstage):持續(xù)施加壓力(保壓壓力,packingpressure),壓實(shí)融膠,增加塑料密(增密),以補(bǔ)償塑料之收縮行為.保壓壓力可維持為原來射壓大小(一次射壓),亦可以較原來射壓為高(二次射壓).在保壓過程中,由于模穴中已經(jīng)填滿塑料,背壓(backpressure)較高.在保壓壓實(shí)過程中,射出機(jī)螺桿僅能稍微向前移動(dòng),因此塑料為慢速流動(dòng).稱作保壓流動(dòng)(packflow).保壓階段模穴壓力達(dá)到最高值.保壓階段,塑料開始受模避冷卻固化,密度增大而塑件逐漸成型.保壓階段一直持續(xù)至澆口固化封口為止保壓過程相關(guān)背景知識(shí)保壓流動(dòng)(PackingFlow在厚度方向,靠近模避處之塑料首先遇冷固化,體積發(fā)生收縮,因此在澆口固化封口前,補(bǔ)償收縮的塑料會(huì)保壓壓力作用下向模避處補(bǔ)充塑料.保壓壓力(PackingPressure)保壓壓力須足夠大以克服澆口阻力近行縮水補(bǔ)償.在保壓過程中澆口區(qū)域沾度逐漸增加,逐步固化封口,使阻力隨之增加.提高保壓壓力及延長(zhǎng)保壓時(shí)間會(huì)推遲塑料固化時(shí)間,使壓力傳送較為安全.減少塑件體積收縮率.保壓壓力過高容易使塑件發(fā)生沾?，F(xiàn)象﹐脫模不易﹔且容易使塑件殘余應(yīng)力過高﹐或發(fā)生毛邊及滲料問題。保壓壓力不足塑件容易產(chǎn)生較大收縮及空洞現(xiàn)象。模穴壓力變化曲線(VariationofCavityPressure)一般而言﹐若流動(dòng)阻力小﹐壓力損耗小﹐保壓較完全﹐澆口封口時(shí)間晚﹐補(bǔ)償收縮時(shí)間長(zhǎng)﹐模穴壓力較高。保壓時(shí)間的影響(effectofpackingtime):保壓時(shí)間短﹐模穴壓力降低越快﹐最終模穴壓力越低。塑料融膠溫度的影響(effectofmelttemperature):入口塑料溫度較高﹐澆口越不易封口﹐補(bǔ)料時(shí)間長(zhǎng)﹐壓降小﹐因此模穴壓力較高。模溫的影響(effectofmoldtemperature):模壁溫度越高﹐與塑料溫度較小﹐溫度梯度(temperaturegraient)小﹐冷卻速率較慢﹐塑料融膠傳送壓力時(shí)間較長(zhǎng)﹐壓力損失小﹐因此模穴壓力較高。反之﹐模溫越低者﹐模穴壓力越低。

模穴壓力變化曲線塑料種類的影響(effectoftypepiastics):保壓及冷卻過程中﹐結(jié)晶性塑料比容變化較非晶性塑料大﹐模穴壓力曲線較低。流道及澆口長(zhǎng)度的影響(effectofrunnerlength/gatelength):一般而言﹐若流道越長(zhǎng)﹐壓降損耗大﹐模穴壓力越低。澆口長(zhǎng)度也是與模穴壓力成反比的關(guān)系。流道及澆口尺寸的影響(effectofrunnersize/gatesize):流道尺寸過小造成壓力損耗較大﹐將降低模穴壓力。澆口尺寸增加﹐澆口壓力損耗小﹐使模穴壓力較高。但若截面積超過某一臨界值﹐塑料通過澆口發(fā)生的沾滯加熱(viscoushearing)效應(yīng)削弱﹐料溫降低﹐沾度提高﹐使壓力傳送效果變差﹐因而反降低模穴壓力。保壓結(jié)束瞬間變量分布情形(FieidVariablesDistributionafterPackingStage)流動(dòng)波前(meltfrontadvancement)代表不同時(shí)間(以不同顏色顯示)的塑料前經(jīng)緣位置﹐由此可知塑料保壓過程的流動(dòng)動(dòng)態(tài)行為﹐如圖所示。判圖重點(diǎn)﹕1.充填是否完全?有無短射(shortshot)問題?若保壓結(jié)束仍無法將模穴填滿﹐代表流動(dòng)阻力過大發(fā)生短射現(xiàn)象。2.進(jìn)澆位置是否設(shè)計(jì)不良﹐造成塑件局部的過度保壓現(xiàn)象(overpack)?保壓結(jié)束瞬間變量分布情形3.多點(diǎn)進(jìn)澆(multiplegating)情形﹐應(yīng)注意流動(dòng)平衡(flowbalance),過度保壓現(xiàn)象(overpack),如圖所示。4.此多模穴模具由分析流動(dòng)波前可知各模穴保壓是否均勻﹐流動(dòng)平衡性是否良好﹐如圖所示。塑膠中心溫度(Centertemperature)

以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間,塑件肉厚方向中心的溫度分布情形,如圖所示.判圖重點(diǎn)﹕若局部中心溫度高于料溫設(shè)定,顯示有沾滯加熱(viscousheating)的放熱現(xiàn)象。若局部中心溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生﹐使塑件有燒焦裂解之處。若局部中心溫度接近模溫﹐顯示該區(qū)域塑料接近滯料靜止?fàn)顟B(tài)﹐熱量迅速被冷模穴傳導(dǎo)散逸﹐熱傳導(dǎo)效應(yīng)(thermalconvection)明顯使塑料變冷。若局部中心溫度接近料溫﹐顯示該區(qū)域塑料流動(dòng)性良好﹐熱塑料不斷流入補(bǔ)充熱量﹐熱對(duì)流效應(yīng)(heatconvection)明顯﹐使塑料保持高溫狀態(tài)。若整體中心溫度分布值甚低﹐代表塑料迅速降溫凍結(jié)﹐有發(fā)生短射之處。塑料平均溫度(averagetemperature)以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間﹐肉厚方向的平均溫度分布情形。可視作塑件的平均溫度。亦可看出肉厚對(duì)溫度分布的效應(yīng)(越厚處散熱傳導(dǎo)越不易)﹐如圖所示。判圖重點(diǎn)若平均溫度高于料溫設(shè)定﹐顯示有粘滯加熱(viscousheating)的放熱現(xiàn)象。若局部平均溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生﹐使塑件有燒焦裂解這處。若局部平均溫度接近模溫﹐顯示該區(qū)域塑料接近滯料靜止?fàn)顟B(tài)﹐或是肉厚相當(dāng)薄﹐熱量迅速被冷模穴傳導(dǎo)械散逸﹐熱傳導(dǎo)效應(yīng)(thermalconduction)明顯﹐使塑料變冷﹐若局部平均溫度接近料溫﹐顯示該區(qū)域塑料流動(dòng)性良好﹐或肉厚較厚使塑料保持高溫狀態(tài)。塑料平均溫度分布可用來評(píng)估可能發(fā)生熱點(diǎn)所在﹐作為冷卻水管安排的參考。配合冷卻分析﹐設(shè)計(jì)適切的冷卻水管路安排。塑料容積溫度(bulktemperature)以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間﹐肉厚方向考慮速度加權(quán)的平均溫度分布情形。代表動(dòng)態(tài)的平均溫度。由于靜止區(qū)域加權(quán)為零﹐代表忽略靜止區(qū)域?qū)ζ骄鶞囟鹊呢暙I(xiàn)﹐因此可以看出熱對(duì)流對(duì)于溫度分布的效應(yīng)﹐滯流區(qū)域及粘滯加熱區(qū)域的溫度分布情形。一般而言﹐充填過程中之體積溫度分布情形應(yīng)反映出塑料填充流動(dòng)的趨勢(shì)﹐如圖所示判斷重點(diǎn)若容積溫度高于料溫設(shè)定﹐顯示有粘滯加熱(viscousheating)的放熱現(xiàn)象。若局部容積溫度過高﹐顯示有局部熱點(diǎn)(hotspot)產(chǎn)生﹐使塑件有燒焦裂解之虞。容積溫度較高的區(qū)域代表塑料持續(xù)流動(dòng)﹐熱融膠不斷注入。反之﹐容積溫度接近均勻的區(qū)域或低溫區(qū)域﹐代表塑料幾乎不再流動(dòng)。由容積溫度分布可以判別塑件在充填過程中﹐熱塑料對(duì)流傳熱的效應(yīng)大小﹐判別滯料區(qū)域所在﹐預(yù)測(cè)短射現(xiàn)象及發(fā)生位置。塑料壓力分布(PressureDistribution)以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間模穴各處壓力分布情形﹐如圖所示.塑料剪切應(yīng)力分布(ShearStressDistribution)以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間模穴各處剪切應(yīng)力分布情形。剪切應(yīng)力代表塑料在加工過程中由于剪切流動(dòng)造成的應(yīng)力大小。可由圖判別塑料流動(dòng)應(yīng)力是否過高﹐以作為是否使塑料產(chǎn)生裂解及過度殘余應(yīng)力(residualstress)的參考。判斷要點(diǎn)﹕剪切應(yīng)力分布情形是否均勻﹐植大小為何?若分布不均是為應(yīng)力集中(stressconcentration)﹐亦使成形品發(fā)生翹曲變形問題。若剪切應(yīng)力過高(如大于1Mpa)﹐有可能使塑料遭受過大應(yīng)力﹐影響強(qiáng)度。充填結(jié)束瞬間﹐由于充填體積變少﹐流量固定時(shí)射速相對(duì)增加﹐加上料溫較冷﹐黏度較高﹐因此最后充填位置的剪切應(yīng)力偏高。 塑料剪切率分布(ShearRateDistribution)以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間模穴各處剪切率分布情形。剪切率代表塑料在加工過程中被剪切變形的速率﹐也是速度變化大小的度量。剪切速率越大﹐代表塑料被變形的速率越高﹐分子鏈遭受激烈之變形速率。因此剪切率分布與速度梯度(velocitygradient)變化有關(guān)﹐也與分子鏈配向性(molecularorientation)有關(guān)?？捎蓤D判別塑料流動(dòng)剪切率是否過高﹐拉斷塑料高分子鏈﹐產(chǎn)生裂解﹐影響成品強(qiáng)度。同時(shí)可判斷是否有過度黏滯加熱(viscousheating)的現(xiàn)象。判圖要點(diǎn)剪切率分布情形是否均勻﹐植大小為何?一般而言剪切率較大區(qū)域見于澆口﹐以及肉厚較薄的位置。若剪切率過高(如大于10.0001/sec),有可能使塑料高分子鏈遭受過大變形而斷裂﹐影響強(qiáng)度。塑料體積收縮率分布(VolumetricShrinkageDistribution)以非晶性塑料為例﹐在加工過程中壓力﹐溫度及體積變化關(guān)系如圖所示。PVT針對(duì)圖作一說明1﹕塑料開始填入模具﹐壓力逐漸升高。1-2﹕模穴充填階段﹐模穴壓力逐漸增加至設(shè)定之射壓。2﹕模穴充填結(jié)束﹐壓力切換至保壓壓力。2-3﹕模穴保壓/壓縮(compression)階段﹐模穴壓力上升至設(shè)定保壓壓力植。3﹕模穴壓力達(dá)到最高植(30-100Mpa左右)。3-4﹕保壓階段由壓縮切換至靜止段(holdin