熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

一、多模穴流动平衡问题及现状

在塑胶注射成型时,对于自然平衡的多腔模成型,如1*8或1*16或1*32甚至更多模穴的平衡道布局模式下,我们经常会遇到一个较头痛的成型问题:各穴之间流动不平衡!这种不平衡现象导致一系列产品问题,如同一模次的产品尺寸及变形不一致,严重的甚至会出现部分模穴披峰严重、同时另外部分模穴缺胶的现象,在排除流加工及工艺问题后,仍不得其解,这一直是困扰行业的一大难题。

 

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图1:自然平衡流道的不平衡流动现象(出自美国BIT公司)

 

二、MeltFlipper熔胶翻转技术介绍

1、直到美国Beaumont公司开发出熔胶翻转技术才得以从根本上解决此难题,该技术通过改变塑料熔体在流道中的流动方向,平衡多模穴模具中各模穴的充填过程,从而解决流动不平衡问题‌。并通过模具外调节装置来改变模具型腔内熔体的流动方式,无需拆卸模具即可实现精确的流动平衡‌。

 

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图2:熔胶翻转解决不平衡问题(出自美国BIT公司)

 

三、技术原理

熔胶翻转技术通过在塑料熔体进入下一级流道前改变其流动方向,使塑料熔体在流道拐弯处分成两股,每股沿着分模平面的两侧流动,从而消除流道拐弯记忆效应,确保每个型腔的充填平衡性,进而提高产品质量的一致性‌。

Moldflow 3D网格技术可以有效地模拟此现象,准确地复盘该现象,通过Moldflow在该方面的强大功能,可以提前进行方案的验证及解决方案的提出,节省开模时间和成本,以下我们通过案例进行该功能的展示

将产品及流道均建为3D实体网格,并保证足够的层数,在标准的8穴几何平衡流动布局中,靠近内侧的四穴总会先完成填充,如下图所示

 

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

(图3:Moldflow中重现不平衡流动)

 

机理分析

熔融塑胶在模内流动时呈现层流状态,随着各层间速度差异的增加,剪切率同步增大,同时黏度下降,且最大剪切率通常出现在横截面靠近凝固层的位置,这种黏度与剪切成反比的变化趋势称为剪切变稀效应(Shear thinning),如图4及图5所示。

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图4:传统方案剪切率及黏度截面分布差异

 

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图5:传统方案各穴间的温度分布差异(内高外低)

 

结果展示

一二级流道间采用MeltFlipper熔胶翻转技术,在Moldlfow中再进行建模分析,温度及流动平衡性结果如图6及图7所示,与BIT公司的实验结果一致。

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图6:熔胶翻转后各穴间的温度分布(内外均匀)

熔胶翻转技术在Moldflow中的运用原理

图7:熔胶翻转后各穴间的平衡度(再次平衡)

 

四、应用场景和效果

熔胶翻转技术特别适用于多模穴几何平衡的流道布局,能够有效解决各模穴间充填不平衡的问题,提高产品良率。通过控制流道内的熔体流动,该技术能够在不移动或增改浇口和制品设计的情况下,实现多型腔模具的均匀填充‌。‌

 

 

 

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