一次解決電子零件的流動(dòng)不平衡、縫合線及包封問題

時(shí)間：2023-07-17作者：東莞市幾何科技有限公司瀏覽：94

挑戰(zhàn)

改善包封、結(jié)合線、缺料等缺陷

改善流動(dòng)不平衡之流道

縮短周期時(shí)間

 

 

解決方案

圜達(dá)團(tuán)隊(duì)藉由使用Moldex3D分析來幫助改變并設(shè)計(jì)流道位置，使產(chǎn)品充填時(shí)流動(dòng)平衡，并降低殘留應(yīng)力及縮短成型周期。

后又藉由增加溢流區(qū)及變更產(chǎn)品外型等設(shè)計(jì)，來改善包封、縫合線、缺料等外觀缺陷。

較終應(yīng)用Moldex3D將整體良率提升了39.68%，生產(chǎn)周期也降低16%。

 

 

效益

有效控制縫合線位置

流動(dòng)平衡

減少澆道料頭節(jié)省材料

縮短成型周期

提升良率

 

 

案例研究

本案例之T3C輕觸零件尺寸為3mm * 2mm * 0.6mm，模具為八個(gè)模穴的設(shè)計(jì)(圖一)，內(nèi)側(cè)模穴的平均厚度為0.06~0.09mm，使得制造技巧難度較一般產(chǎn)品高。

 經(jīng)由Moldex3D模擬，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有流動(dòng)不平衡的問題。由于魚骨型的流道設(shè)計(jì)，造成內(nèi)側(cè)的塑料會(huì)流動(dòng)得比外側(cè)還要快(圖二)。

 
圖二 分流道區(qū)域有流動(dòng)不平衡的情形

此外因流道區(qū)域的較大冷卻時(shí)間過長，使得成型周期也連帶拉長，達(dá)到7~8秒(圖三)。




圖三 仿真顯示冷卻時(shí)間過長

進(jìn)一步觀察到縫合線(圖四紅線處)集中在產(chǎn)品背部凹孔處，此將導(dǎo)致流體*滲入，使產(chǎn)品導(dǎo)通不良。




圖四 潛在的縫合線位置

此外，較大剪切應(yīng)力(圖五)約為6MPa也過高，將使塑料產(chǎn)生裂解及過多殘余應(yīng)力。




圖五 產(chǎn)品有過高的剪切應(yīng)力

仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)都清楚顯示，流道設(shè)計(jì)為影響流動(dòng)不平衡的主因。因此根據(jù)Moldex3D的分析及多次實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果，設(shè)計(jì)了新的流道以取代原始方案。最后圜達(dá)團(tuán)隊(duì)決定采用S型流道，來改善流動(dòng)不平衡問題(圖六)。




圖六 新的S型流道設(shè)計(jì)

多模穴模具若達(dá)到流道平衡，每個(gè)模穴就會(huì)在同樣的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行充填和保壓。增加模穴有助于提高產(chǎn)能，因此對(duì)于多模穴模具而言，流道平衡顯得至關(guān)重要。圜達(dá)團(tuán)隊(duì)以Moldex3D評(píng)估新的流道設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)包括流動(dòng)不平衡(圖七)、高剪切應(yīng)力和過長的成型時(shí)間等原本困擾團(tuán)隊(duì)的問題，都已成功解決。




圖七 流動(dòng)不平衡問題已顯著改善

 在改為S型流道后，剪切應(yīng)力也從原本的7MPa降至3MPa(圖八a)，較大冷卻時(shí)間也從8秒降為5秒(圖八b)。




圖八 (a)剪切應(yīng)力成功降低；(b)成型周期成功縮短

 此外，S型流道系統(tǒng)較幫助節(jié)省了11%的原料，降低生產(chǎn)成本(圖九)。




圖九 原始設(shè)計(jì)(左)與設(shè)計(jì)優(yōu)化(右)之后的流道重量比較

 然而若只變更流道系統(tǒng)，卻無法解決縫合線和包封問題。此外還有背部0.03至0.05深的凹孔必須解決(圖十a(chǎn))，以及須將外觀更改為外部四個(gè)頂針(圖十b)以解決縫合線和包封問題。




圖十 消除背部凹孔(a)及變更為外部四個(gè)頂針(b) 的較終優(yōu)化設(shè)計(jì)

 實(shí)際制造后的產(chǎn)品顯示，縫合線位置已移動(dòng)道產(chǎn)品上方(圖十一紅圈處)，比原始設(shè)計(jì)改善許多。實(shí)際驗(yàn)證后也發(fā)現(xiàn)與模擬結(jié)果高度相符。




圖十一 模擬的流動(dòng)波前趨勢與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度相符

 

進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，有凹孔的原始設(shè)計(jì)呈現(xiàn)明顯的縫合線(圖十二紅圈處)。在消除凹孔并更改頂針設(shè)計(jì)后，新的設(shè)計(jì)就達(dá)到了制造所需的質(zhì)量。




圖十二 原始設(shè)計(jì)(左)與設(shè)計(jì)優(yōu)化(右)后的縫合線比較

 

 

結(jié)果

Moldex3D可幫助圜達(dá)團(tuán)隊(duì)以較低的成本進(jìn)行試模工作，并早期診斷流動(dòng)不平衡、縫合線及包封等成型缺陷，最后成功省下制造成本、降低制造風(fēng)險(xiǎn)。


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