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Moldex3D-Mesh网格产生器在CAE塑料加工领域之应用(杨氏注塑法)


摘要:塑料加工的领域非常广泛,根据塑料材料的特性可将加工应用分为两大类,分别是热塑性材料的加工应用及热固性材料的加工应用。常见的热塑性材料应用包含有注塑成型(Injection molding)、挤出成型(Extrusion)、热塑成型(Thermoforming),还有吹塑成型(Blow molding)。热固性材料则普遍应用在IC封装产业。目前市场上都已经有商业CAE软件提供这些应用的仿真,业界也普遍采用CAE软件做为模具开发前的试模工具。本文将采用Moldex3D-Mesh网格产生器做为CAE的前处理工具,并将产生的网格应用在各种不同的CAE塑料加工领域上。




一、 前言

塑料加工的领域非常广泛,常见的应用包含有注塑成型(Injection molding)、挤出成型(Extrusion)、热塑成型(Thermoforming)、吹塑成型(Blow molding),还有热固性材料的IC封装。本文将采用Moldex3D-Mesh网格产生器做为CAE的前处理工具,并将产生的网格应用在各种不同的CAE塑料加工领域上。

二、 Moldex3D-Mesh在注塑成型上之应用

注塑成型普遍应用在精密尺寸塑料件成型的应用上,一般来说包含充填、保压、冷却、收缩翘曲四个阶段。近年来已有许多人藉由CAE计算机辅助工程软件之协助,在模具开发前就预测出可能产生的问题,并提供解决问题的方向,大大地改善此应用开发之能力及效率。

Moldex3D即为科盛科技所研发出的专业模流分析软件,使用者在Moldex3D-Mesh中可以设定注塑成型应用所需的任何边界条件,并产生模流分 析所需的档案格式,直接汇入Moldex3D。利用Moldex3D可以成功的预测出塑件注塑过程中短射、包封及其它相关问题,并可观察模具内温度分布及 塑件脱模后翘曲变形等现象。


三、Moldex3D-Mesh在吹塑成型上之应用


吹塑成型广泛地应用于塑料产品之开发,如日常生活或各式各样高阶精密用之瓶子或罐子等等,宝特瓶就是最常见的例子。此等产品依需求及应用特性,一般产量都 非常大,因此如何精简且有效地制成轻薄,又具有一定强度,一直是人们思索之主题。近年来已有许多人藉由计算机辅助工程软件之协助,大大地改善此应用开发之 能力及效率。B-SIM即是一套吹塑成型的CAE软件,使用者可以在Moldex3D-Mesh上依瓶身几何建构外型,并很快的将塑件外型网格化,汇出网 格档至B-SIM后可直接进行分析,预测出吹塑成型后塑件的厚度分布。


四、Moldex3D-Mesh在挤出成型上之应用


挤出应用可依产品类型区分成数种,而各类型之产品于应用中因为塑料材料复杂之流变特性,产品线几何系统及外在边界与环境影响,加上多变之应用参数,造就了产品与应用之复杂多变性。近年来许多人藉由计算机辅助工程软件之协助,大大地改善应用开发之能力及效率。

Flow2000即是由Compuplast开发的挤出成型仿真软件,使用者可以在Moldex3D-Mesh依不同的螺杆设计与模头设计建构几何外型,之后产生专属CAE分析的网格,并可设定挤出应用中需要的边界条件,输出网格档后可直接进入Flow2000进行分析。


五、Moldex3D-Mesh在IC封装上之应用

IC半导体工业在近十几年的台湾产业扮演着产业龙头的角色,因此针对IC封装模具设计也发展了许多优异的技术,近年来已可成功的运用CAE分析预测IC封装封胶应用中常见的金线偏移(Wire Sweep)、晶座位移(Paddle Shift)、热应力(Thermal stress)等问题。

InPack即专为IC封装产品各项分析(包含模流、应力及热传分析)之前、后处理所设计之软件,可用来仿真分析热固性模封材在IC封装封胶应用的填模及 硬化的过程。并计算热固性塑料之硬化速率,并计算封胶充填和模内硬化分析,提供缝合线与包封位置、转化率分布、速度向量分布、转移压力等重要信息。 Moldex3D-Mesh可做为InPack的前处理器,利用Moldex3D-Mesh建构流道及IC封装区域网格,网格产生完毕之后可直接输出至 InPack进行显示及分析。


六、结论


Moldex3D-Mesh已经成功的将产生的网格应用在不同领域的塑料加工CAE仿真上,并得到准确的分析结果。之后,Moldex3D-Mesh将会尝试做为结构、应力等CAE分析软件的前处理器。


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