大纲

水洗扫除器污水槽在成型过程中，热流道喷嘴出现温度问题，因此外部材料温度过高无法如期固化。制造商透过Moldex3D探究问题原因，及寻求可能的解决方案。最后透过Moldex3D的3D冷却模拟技术，验证异形水路能有效解决产品成型问题，改善良率99.7%。

挑战

• 短射
• 外表不佳
• 生产周期过长

解决方案

Yuuki透过Moldex3D验证新的异型水路方案，缩短成型周期，并成功将生产良率提高99.7%

效益

• 实现高质量外观
• 冷却时间缩短75%
• 生产良率提高99.7%
• 降低生产成本

案例研究

本项目目的为利用Moldex3D决定合适的热浇道尺寸，以消除产品表面缺陷；优化制程参数，以改善产品质量；修改冷却系统，以缩短成型周期。

本案例产品为一污水槽(图一)，直径140mm、高180mm、重量270 g，图二为该产品及热浇道系统设计。由于热浇道喷嘴的温度高达230℃，导致产品需要超过120秒来固化。为了缩短成型周期及改善产品质量，Yuuki提出了三种不同直径的浇口设计来作比较，直径分别为2.5mm、3.0mm和4.0mm(图三)。水路设计则如图四所示。

图一 本案例污水槽产品设计

图二 本产品的热浇道系统设计

图三 浇口位置与修改的浇口尺寸

图四 冷却水路设计

Moldex3D模拟结果指出，三种浇口设计都会有短射问题。浇口直径2.5mm、3.0mm和4.0mm的最大波前温度分别为241℃、239℃和236℃(图五)；竖浇口的最大压力也都有达到200MPa，可能就是造成短射的原因。分析结果如图六所示。

图五 充填和波前温度分析结果

图六 三种不同直径的浇口设计之Moldex3D模拟结果

根据Moldex3D模拟结果，造成短射的原因是充填结束时的温度过低，因此必须藉由改良3D冷却系统来解决此问题(图七)。Yukki期望将充填时间由8秒缩短为4秒，并达到更均匀的冷却(图八)。

图七 改良后的3D冷却水路

图八 改善计划

经改善之后，仿真结果显示短射问题已顺利解决(图九)，但每项浇口设计中的竖浇口压力仍然都是过大。浇口直径2.5mm、3.0mm和4.0mm的竖浇口压力分别为200MPa、198MPa和197MPa(图十)。模温分布之分析结果则显示冷却效率已经改善，代表修改后的3D水路能够带来均匀的温度分布(图十一)。

图九 优化水路设计后的充填和波前温度分析结果

图十 改善水路设计后的分析结果摘要

图十一 原始(上图)与改善后(下图)3D水路的比较，发现改善后的温度分布可更均匀

在最终优化中，为了降低竖浇口压力，树脂温度和表面温度分别提高至250 ℃和80℃，最后成功将竖浇口压力降至170.27MPa(图十二)。

图十二 改善树脂和表面温度后之分析结果

结果

在此项目中，Yuuki藉由Moldex3D帮助预测产品潜在缺陷，最终将成型周期由120秒缩短至40秒、将竖浇口压力降至低于140MPa，并将缺陷率降低至0.2%以下。最后帮助Yuuki获得了高质量的产品外观，并节省了产品制造的金钱和时间成本。