在塑膠射出產(chǎn)業(yè)中，要兼顧品質(zhì)與大量生產(chǎn)兩大目標(biāo)，模具尺寸精度是最重要的關(guān)鍵。要達(dá)到模具尺寸精度，除了仰賴工程師的經(jīng)驗(yàn)外，業(yè)界最常見(jiàn)的方式即為總體補(bǔ)償法。
總體補(bǔ)償法為使用整體平均收縮率來(lái)進(jìn)行預(yù)放縮水，這種方式在產(chǎn)品收縮率一致的情況下不失為一個(gè)好方法；然而大部分產(chǎn)品在不同部位的收縮率往往並不相同，甚至可能有極大落差，如此一來(lái)便無(wú)法符合實(shí)際需求。傳統(tǒng)上多以試誤法來(lái)使產(chǎn)品符合規(guī)格，但此方法既耗時(shí)且成本高，甚至有時(shí)經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)次的試模，仍很難同時(shí)滿足所有規(guī)格目標(biāo)，造成模具因無(wú)法修改而被迫丟棄。
為免除上述困擾，業(yè)界常利用CAE技術(shù)來(lái)診斷試模過(guò)程，在產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)階段就能及早發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，其中翹曲問(wèn)題是最直接影響產(chǎn)品的精度或組裝上的正確性。對(duì)此Moldex3D提出了「全方位體積收縮補(bǔ)償法」，針對(duì)產(chǎn)品不同部位潛在的收縮行為進(jìn)行不同的預(yù)放縮水。此方法能快速使所有部位同時(shí)達(dá)到目標(biāo)精度，有效改善翹曲。
以下以簡(jiǎn)要方式說(shuō)明全方位體積收縮補(bǔ)償法的流程。圖1為一個(gè)L形模型，(a)圖是目標(biāo)設(shè)計(jì)的幾何形狀及尺寸(TD)；(b)圖為以Moldex3D模流分析軟體針對(duì)TD的翹曲模擬結(jié)果 (STD)。接下來(lái)為能更清楚了解產(chǎn)品三維收縮的行為，將收縮程度分別以X、Y、Z三軸來(lái)表示，再依此收縮程度逆向補(bǔ)償回TD，而經(jīng)此修改後的設(shè)計(jì)變更就視為補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)(CTD)，如圖1(c)。最後再對(duì)此項(xiàng)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行模擬，其分析結(jié)果就視為模擬補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)(SCTD)，如圖1(d)。經(jīng)過(guò)此補(bǔ)償效應(yīng)後，可以發(fā)現(xiàn)SCTD非常接近TD。
| 圖1 : 全方位體積收縮補(bǔ)償法的簡(jiǎn)要流程圖。 |
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(a) TD: 目標(biāo)設(shè)計(jì)(即產(chǎn)品尺寸)。
(b) STD: 模擬目標(biāo)設(shè)計(jì)，為T(mén)D的模擬結(jié)果。
(c) CTD: 補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)，基於STD的收縮程度逆向補(bǔ)償回TD。
(d) SCTD: 模擬補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)，為CTD的模擬結(jié)果。
接下來(lái)以手機(jī)殼案例作說(shuō)明，其幾何模型尺寸如圖2所示。該手機(jī)模型在組裝上有十二個(gè)規(guī)格，而各規(guī)格尺寸公差都不同(如圖3)。
| 圖3 : 手機(jī)模型分成三個(gè)部分(上圖)，a~l為十二個(gè)規(guī)格及尺寸公差(下圖) |
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圖4為手機(jī)模型的全方位體積收縮補(bǔ)償法模擬結(jié)果，由STD-T1可知，每個(gè)規(guī)格的偏差值都不同，表示每個(gè)點(diǎn)收縮的方向都不一樣?？剂空w的收縮行為並逆向補(bǔ)償回TD，將得到CTD2作為新的模具設(shè)計(jì)；CTD2的模擬結(jié)果則如SCTD2所示。顯然12種規(guī)格皆可符合期望目標(biāo)，證明全方位體積收縮補(bǔ)償法是解決翹曲的最佳方法，可有效減少試模人力及成本，並加快生產(chǎn)製程。
| 圖4 : 全方位體積收縮補(bǔ)償法。（TD：目標(biāo)設(shè)計(jì) STD：模擬目標(biāo)設(shè)計(jì)(T1：原始製程) CTD2：補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)(使用三維收縮率作補(bǔ)償) SCTD-T2：模擬補(bǔ)償目標(biāo)設(shè)計(jì)） |
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