PC面板解决方案

1、PC面板解決方案現有產品設計說明產品肉厚分布如圖一所示。在每一個”軌道”的兩側，肉厚為1.3mm。 另外，進澆處產品肉厚約為5.1 mm，突片厚度為1.9 mm，而連接著突片的潛伏式澆口的直徑為1.2 mm，如圖二所示。1.3mm4.1mm2.5mm澆口直徑1.2mm突片厚度1.9mm圖一、產品肉厚分布圖二、進澆處尺寸圖產品問題描述產品的尾端收縮過大，無法交貨。問題發生的物理背景為何尾端體積收縮過大?塑料從工作溫度降低到室溫的過程中，體積會收縮。 此時若沒有保壓的動作或是保壓壓力不足，補充的塑料無法進入型腔，此時塑料的收縮就會非常明顯，尤其遠離澆口處由於補充的塑料最少，收縮量就會特別大，在解決

2、此類問題時，必須同時考慮澆注系統設計(豎澆道、流道、澆口)及產品肉厚分布。 重點在於確認塑料在充填過程中流動是否有瓶頸存在。 以設計一而言，當型腔還需要塑料補充時，潛伏式進澆口(1.2mm)已經凝固，塑料根本無法推進入型腔。這就是澆注系統的瓶頸所在。 另外，當型腔尾端需要塑料補充時，從澆口進入的塑料也許因為產品的肉厚設計而無法進入到尾端，即使保壓時間再長，也無法達到保壓的目的，這則是產品設計的瓶頸。 因此在問題診斷上可以考慮兩處：進澆處的大小以及產品的肉厚更動(或是加強流動)。設計方案的問題所在及解決方法設計一分析所使用的輸入：分析材料 GE Plastic PC/ABS CYCOLOY LG

3、9000充填時間 2 Sec保壓時間 20 Sec圖三(a)(d) 為設計一的充填短射圖。 從短射圖，可以發現充填初期型腔兩側的波前推進較快，中間流動較慢，在填滿一半型腔後，較接近澆口的”軌道”中塑料充填速度較其他處為快，流動呈現兩個倒V型，但是仍然以外側流動較快。最後充填處位於產品尾端中央。圖三(a)、充填短射圖圖三(c)、充填短射圖圖三(b)、充填短射圖圖三(d)、充填短射圖流動呈現兩個倒V型的原因?軌道與軌道間的肉厚(約1.3mm)與產品上下兩側的肉厚(4.1mm、2.5mm)相比，顯得太薄，塑流無法跨過薄壁處。 因此在充填時，塑料的補充僅靠單一軌道提供，無法從相鄰的軌道獲得供應。 此現

4、象在遠離澆口端會更加嚴重。 由於塑料補充量相對不足。 尾端的塑料收縮量會較澆口處為大，因此產品尾端的尺寸會較澆口處來的小。從凝固層厚度看保壓的效果塑料從加工溫度降低到室溫的過程中，體積會收縮。因此射出成型的過程中，有保壓的階段，以補充塑料的收縮。 圖四(a)為14秒時凝固層的分布圖、圖四(b)為澆口附近的凝固層分布圖。 紅色部分為1，表示該處的塑料已經完全凝固。顏色表接近藍色，表示該處凝固層越薄，塑料較容易經過。 由圖四(b)可以得知， 14秒時，突片及潛伏式澆口均已固化，即使保壓時間加長，塑料也無法進入型腔。 而圖四(a)顯示塑料僅能由單一軌道補充。 僅有中央的軌道尚未固化。其餘均已固化，無

5、法讓塑料補充到產品尾端。圖四(a)、凝固層分布圖 (14 Sec)圖四(b)、澆口附近凝固層分布圖 (14 Sec)如何解決產品收縮問題?由設計一得知，該產品的體積收縮主要是由於保壓不足，解決的辦法則是從兩個瓶頸處下手：澆注系統及產品設計。1. 放大澆口：現有突片進澆處僅有1.9mm，而該處產品的肉厚約5.1mm，突片厚度僅有產品肉厚的37%，由於空間的限制，突片厚度只能加大至2.5mm，因此將突片改為2.5mm厚(厚度比約為49%)，雖然離PC/ABS的建議比(70%以上)還有一段距離，畢竟還是可以避免突片部分過早固化。 基於相同的道理，必須將潛伏式澆口的小端直徑放大為2.0mm。 總之，就

6、是確保澆注系統能夠在保壓階段提供足夠的塑料以填補產品的體積收縮。2. 在產品公模側加四條等間隔而厚度為2.5mm的肋 (如圖五)：除了增加產品剛性外，更重要的是產品軌道間的塑料能夠互相補充，使得離澆口較遠處的填壓不再只靠一條軌道。加肋位置圖五、設計二 (加肋)設計二圖五(a)(d)為設計二的充填短射圖。與設計一的最大不同，在於波前推進的形狀。 設計一的波前推進呈現兩個倒V型，但是設計二的波前推進呈現一個倒V型，主要的原因在於另外加入的四條肋促進了產品軌道間的塑料充填，使得充填不再只憑少數軌道，而是以接近平直的波前推進模式充填。 雖然充填末端仍然位於產品尾端中央，但是由於塑料不再由一條軌道補充，

7、保壓壓力時可以較順暢的從澆口傳遞到產品末端，避免該處的過度收縮。 而且新的四條肋，對於產品的剛性也有補強的作用。圖五(a)、充填短射圖圖五(c)、充填短射圖圖五(b)、充填短射圖圖五(d)、充填短射圖從凝固層厚度看充填過程保壓的效果圖六(a)及圖六(b)為設計二的凝固層分布圖。 在相同時間14秒時，設計二的澆口部分仍然尚未固化，表示塑料仍然可以順利充填，另外，到產品末端也不再只有中央處未凝固，大部分的軌道仍然尚未固化，在保壓的過程中塑料不再只由單一軌道傳遞壓力，而是可以藉由所有軌道同時補充塑料。圖六(a)、凝固層分布圖 (14 Sec)圖六(b)、澆口附近凝固層分布圖 (14 Sec)設計三設

8、計二的加肋設計，除了可以加強產品的剛性外，還可以確認在保壓的階段，塑料可以傳送到產品的尾端。 但是換個角度想，這個產品的保壓無法發生效果，主要是因為塑料充填的距離較長，而產品的肉厚設計無法讓塑料順利充填到產品尾端。如果將產品的進澆處改由側邊進澆，可以將流長縮短，在保壓階段可以以較短的路徑將塑料推送到型腔各處。圖七為設計三的進澆方式。 進澆位置放置於與設計二的肋件相接處。 由於在該處加突片不需考慮厚度限制，因此可以取較適當的突片厚度。此處與突片相接的產品厚度為5mm，因此突片厚度為5 X 0.7 = 3.5mm。與突片相接的潛伏式澆口則取直徑2mm。加肋處圖七、設計三 (加肋且由側邊進澆)進澆位

9、置的選擇一般產品的進澆位置選擇，是以從澆口到產品的各處流長均等為原則，以確保塑料能夠同時充填滿型腔各處，讓塑料能夠有均一的體積收縮，使產品不會發生變形的問題。 但是由於產品的肉厚設計不一，很難找到一個適當的進澆位置。以往以CAE分析，也必須花不少時間在尋找澆口位置。C-MOLD Design Optimization模組中提供了澆口位置最佳化設計，可以在一分鐘內判斷出最平衡的進澆位置。 先將側邊設定為可進澆區，並且設定澆口數目為兩個，在三十秒內程式可以找出最佳位置，然後將找出的位置移至最近的兩根肋(設計二添加的四根肋)銜接的側壁上。 從充填短射圖(圖八)可以看出，由於產品下方的肉厚較厚，因此塑

10、料在下方充填時的速度會較快，因此靠下側的澆口位置不能再往下移。圖八(a)、充填短射圖圖八(c)、充填短射圖圖八(b)、充填短射圖圖八(d)、充填短射圖設計三的優點由於進澆處突片的厚度不必因為空間的限制而縮減厚度，可以將厚度放大到正確設計的尺寸。 從凝固層的分布圖(圖九)可以得知，同樣在時間14秒時，從澆口進入的塑料仍然可以順利充填到產品各處。圖九、凝固層分布 (14 Sec)三種設計的產品的收縮量比較1.53 mm0.85 mm1.44 mm1.38 mm圖十(a)、設計一變形量 (X軸)圖十(c)、設計三變形量 (X軸)0.80 mm1.33 mm圖十(b)、設計二變形量 (X軸)設計上下兩端收縮量差值改進%設計一1.53 mm 0.85 mm0.68 mm-設計二1.33 mm 0.80 mm0.53 mm- 22%設計三1.44