「微細發泡射出成型」分析會模擬射出成型期間熔膠中分子的發展情形。
註: 不支援 3D。
微細發泡製程通常稱為 MuCell 製程 (由 Trexel. inc™ 開發),工作方式是為不可燃氣體 (例如氮氣或二氧化碳) 加熱及加壓至超臨界狀態,如下圖 (a) 所示,其特性與流體類似,會產生發泡劑,如下圖 (b) 所示。在料管中發生此製程時,會將發泡劑射出至塑膠熔膠中,如下圖所示:
微細發泡成型製程
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a) SCF 透過控制閥射出到料管/熔膠中。b) 聚合物熔膠中的氣體分解,以形成單一階段的溶解。
透過射出超小均勻分子結構,會比在傳統發泡零件中所看到的,更多地保留密度較低的較高性質。這會允許輕薄零件的成型產生不脆的零件。零件中減少的樹脂量也有助於減少週期時間。
此外,製程也會降低成型的鎖模力需求。這是因為超臨界發泡劑可做為溶劑使用,它會使材料的黏度降低 40-60%,因此要將材料推入模具母模仁,只需要較低的壓力。製程可在最多低於正常溫度 140°F 的溫度下執行。
製程
微細發泡製程包括三個主要步驟:
- 氣體分解 - 在射出成型製程的塑化部分中,會將起泡劑 (CO2 或 N2) 的超臨界流體 SCF 射出到聚合物以形成單一階段溶解。由於施加的高壓,聚合物熔膠中的氣體會分解。
- 分子核與氣泡生成 (發泡)。有兩種類型的製程,短射或全射:
- 短射製程 - 會以短射的方式將混合體射出到模具母模仁中,以僅充填母模仁的其中一部分。由於大量而快速的壓降,熔膠中氣體的溶解會過度飽和,大量氣泡會在核心生成以充填母模仁的剩餘部分。
- 全射製程 - 會射出混合體以完全充填模具母模仁。完全充填母模仁的整個空間之後,會對其加壓,並關閉噴嘴。然後母模仁中的材料會在壓力下降時收縮及發泡。
- 凝固 - 在發泡製程期間,模具會持續降溫,產生內部分子結構。結果為分子大小約在 5-100 微米間的發泡材料,實際大小取決於製程條件。缺少正式的保壓階段會降低材料中的殘留應力,並導致產生極低的翹曲。
功能
「微細發泡射出成型」分析有助於:
- 降低製造成本。
- 改善材料的可加工性:減少零件中的樹脂量。
- 減少週期時間。
- 低翹曲,及消除縮痕。
- 提供有用的資訊,可偵測各種成型問題,並以有效及符合成本效益的方式最佳化零件、模具與製程設計。
- 使材料的黏度降低 40-60%。
- 為輕薄的零件成型,產生不脆的零件。