试模的目的.docx
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试模的目的
試模
試模的目的
1.找出模具的問題點
模具廠完成的模具，希望是一副成型視窗寬廣的模具。
2.找出最佳化的成型條件
在試模過程中，試模人員可以找出一組最適化的成型條件；而該組數據可提供注塑廠的操作人員作為設定預設值，根據該組數據調整出量產的最適化製程條件。
CAE的配合
在分析軟體內，以真實的機台規格，配合電腦試模，找出產品射出的最適化參數。
在未來規劃中，希望CAE工程師先完成電腦試模，在試模時能夠將分析數據直接作為預設數值輸入。
試模人員可以藉此檢驗分析工程師是否有考慮不周處。
試模重點
影響成型的參數有非常多組。
在試模時如果要找出最適化參數，基本概念在於一次更改一組參數，如此才可較快的找出最適化的解決方法。
根據現有機台Demagergotechviva系列射出機，與成型有密切關係且可調整參數主要有下列六項：
1.料管溫度
2.保壓時間
3.保壓壓力/段數
4.充填起始點（料管位置）
5.保壓切換點（料管位置）
6.螺桿行程設定
以上六組參數會相互影響，在設定時務必只調整一組參數，而其他五組固定不動。
以下將先條列出最基本的標準試模程序，並且以現有機台設定做說明。
在說明正常試模程序後，將CAE觀念與試模程序結合，整理出一套合乎實際的試模準則。
試模過程中，CAE工程師必須全程參與，試模人員可根據實際狀況與CAE工程師討論及交換意見。
標準試模準則（最嚴苛標準）
1.設定塑膠熔融溫度
2.設定冷卻液溫度（接模溫機）
3.設定轉換位置
4.設定螺桿轉動速度
5.設定背壓壓力
6.設定機器射出壓力
7.設定保壓壓力
8.設定射出速度
9.設定保壓時間
10.設定樣品剩餘冷卻時間
11.設定模具打開時間
12.成型一系列的短射實驗，藉著增加射出體積，直到95%的體積填滿
13.切換到自動操作
14.設定模具打開行程
15.設定頂出板行程、起始點以及速度
16.設定射出體積為99%填滿
17.逐步增加保壓
18.最小化保壓時間
19.最小化剩餘冷卻時間
1.設定塑膠熔融溫度
塑膠熔融溫度對成型品的成型影響非常大。
熔膠溫度過低，則塑料可能無法完全融化、或者是因為黏度太低而不易流動；熔膠溫度過高，則塑膠可能會裂解。
一般而言，材料商必須提供材料最適的成型溫度與模具溫度。
在成型機的加熱系統設定中，可以找到四組數據（DH、MH3、MH2、MH1）。
四組數據的量測位置以下列簡圖表示之。
DH、MH3、MH2、MH1為四組連接於加熱器的熱電偶。
DH為噴嘴端的加熱器溫度。
對塑膠而言，螺桿旋轉摩擦造成的摩擦熱已足以使塑膠融化，加熱器的作用在於保持溫度。
因此，當機台上顯示溫度為230℃時，螺桿內實際溫度可能高於230℃。
加熱器的溫度控制，必須注意的重點在於DH與MH3區域的溫度要盡量保持穩定，溫度從MH1到DH區的設定為由低到高。
2.設定模具溫度
模具溫度的設定主要由模溫機控制。
模溫機的溫度控制應該設定在低於所需模溫的10到20℃。
3.設定轉換位置
轉換位置為射出過程中從充填過程切換到保壓過程的位置，也稱為保壓切換點。
緩衝量距離則是從轉換位置到螺桿可到達的最遠位置。
因此，轉換位置可以決定緩衝量的距離。
典型的緩衝量距離可以設定為5-10mm。
在這個步驟中，設定轉換位置以充填2/3的模具，以避免對模板或模具造成損害。
4.設定螺桿轉動速度
螺桿轉動速度的快慢會影響塑膠塑化的時間。
轉動速度過慢，塑膠所需塑化時間必須增長；轉動速度過快，雖然塑化時間可以縮短，但材料容易因為加熱過快而發生品質上的問題（如材料裂解），導致成型品的外觀問題。
最佳的螺桿轉動速度，是使得可塑化時間發生在製程循環的最終點，而且不延長循環時間。
5.設定背壓
背壓的設定值建議在5~10Mpa。
背壓過低，成型品品質無法穩定。
背壓適當增加，可以增加螺桿摩擦加熱的效果，同時減少可塑化時間。
6.設定射出壓力到機器最大值
將射出壓力設定到機器的最大值，其主要目的在於能夠完全利用機器的射出速度。
也就是說將控制項單純的以射出速度作為控制，射出壓力僅用來做保護（超過最大射出壓力，機器將自動切換到保壓）
7.設定保壓壓力
設定保壓壓力為0，螺桿可以在到達轉換位置便自動停止。
8.設定射出速度到機器最大值
以最高射出速度充填模具，往往流動阻力較小，而流長較長，結合線較佳。
9.設定保壓時間
理想的保壓時間為澆口凝固時間或者是成品（在澆口下游處）固化時間（取兩者中短者）。
第一次試驗時，可以估計保壓時間為充填時間的10倍。
10.設定冷卻時間
冷卻時間初步估計也約等於保壓時間。
11.設定模具打開時間
12.做一系列的短射實驗，藉著增加射出體積，做到充填95%的體積。
13.切換到自動操作
目的在於獲得製程的穩定性
14.設定模具打開
15.設定頂出板行程、起始點及速度
16.設定射出體積為99%的模具充填
17.逐步增加保壓
每次增加10MPa，直到填滿。
不過，盡量取得最小保壓壓力（降低保壓壓力，可以減少塑膠件的內應力，可以節省塑料和操作費用）。
18.最小化保壓時間
先設定一較長的保壓壓力時間，再逐漸降低保壓壓力，直到澆口處產生凹陷為止。
該時間為最小化之保壓時間。
19.最小化冷卻時間
減少冷卻時間，直到產品發生熱變形。
該時間為最小化之冷卻時間
試模程序要求重點
1.塑膠熔膠溫度
2.充填起始點
3.切換位置
4.螺桿行程
5.保壓時間
6.
設定熔膠溫度
設定充填起始點
設定切換位置
調整螺桿行程
設定保壓時間
設定保壓壓力段數
充填起始位置設定公式
切換位置（20mm）
保壓壓力段數
試模時，如果沒有做過任何分析，第一次的螺桿行程設定必須設為一段。
如此才可抓出問題是出在充填前段或是充填後段。
如果第一次就作多段設定，就無法抓出問題點。
以下將以C-MOLD分析一個實際案例。
分析過程則以真實試模方法模擬。
需要的數據資料將在文中說明。
充填起始位置設定
從CAD軟體可以得知模穴內總體積為33cm^3（包含產品及流道），料管的起始值設定可以以下列公式計算。
上述公式為Demagergotech技術手冊內之敘述，其物理意義如下：
料管簡圖如下：
螺桿直徑D
螺桿面積為PI/4*D^2
產品體積為Vcm3
（cm3）
（cm2）
所以每次需要填滿模穴時螺桿需要推進的距離K（mm）為:
FeedCourse＝K＋轉換距離＜＝螺桿直徑（1×~3×）
假設有一個產品體積為80cm3
FeedCourse=12×80÷3.52＋20=78.36＋20＝98.36
螺桿直徑為35mm，所以FeedCourse最大值必須小於3×35＝105mm
所以實際機台設定為100是沒有問題的。
由前文中可知，轉換距離包括了保壓距離以及機台的緩衝量，一般而言，機台的緩衝量為6mm~10mm，因此保壓距離大約需要10mm。
在作CAE分析的時候，不用將機台的緩衝量計算進去。
所以AbsoluteInjectionMoldingMachine的設定中的充填起始位置，其轉換距離留大約10mm即可。
CAE試模
便簽盒
產品及流道設計如下圖
產品預估重量約為75g（含流道）
材料為PC/ABS，密度約為1.18g/cm3
總體積預估為63.5cm3
本產品將在Demagergotechviva80-400的射出機上試模
其螺桿直徑為ψ35mm=ψ3.5cm
根據前文所述，FeedCourse（F）
mm
35×1＜82.2＜35×3
所以充填起始距離可以預估為82.2mm，實際試模可以大概抓90mm
在C-MOLD分析時，以ProcessConditionOptimization做成型預估，最佳的充填起始位置約為84mm，成型機設定如下圖。
（軟體計算時最大速度會以機台的最高速度為設定，但是一般操作時不會以該數值為控制點。
以目前的設定而言，充填時間約為0.6秒，與實際成型不合。
將最高速度調整到程式預測值的40%到50%，比較符合現場的操作習慣。
）
基本上，螺桿的行程編排是根據產品的肉厚決定，所以螺桿的趨勢對該產品是經過校正的。
根據這個概念，分析人員可以調整不同的螺桿速度比例，以找出較佳的充填時間。
附錄一、塑膠熔融溫度與模具溫度參考表
材料
熔膠溫度℃
建議的熔膠溫度℃
模具溫度℃
建議的模具溫度℃
PA-12
230~300
255
70~110
190
PA-6
（Nylon6）
230~300
255
70~110
185
PA-66
（Nylon66）
270~320
290
70~110
235
PMMA
壓克力
240~280
250
40~80
60
ABS
200~270
230
50~80
60
PC
280~330
290
70~110
70
PS
180~280
230
20~70
50
PP
200~280
230
20~70
40
PPE
260~320
280
70~110
80
PVC
160~220
190
20~70
40
PET
280~330
300
80~120
100
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