現(xiàn)如今，人們對液態(tài)硅橡膠(lsr)產(chǎn)品的需求正在不斷增長，特別是在醫(yī)療和嬰兒護(hù)理領(lǐng)域，其較高的熱穩(wěn)定性和良好的物理性能，使得越來越多的應(yīng)用選擇使用LSR液態(tài)硅膠材料。

然而， LSR液態(tài)硅膠成型是一個(gè)挑戰(zhàn)。為了最大限度地提高利潤，減少廢料，重要的是要在整個(gè)成型過程有一個(gè)清晰的認(rèn)識，并預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，包括產(chǎn)品的流動(dòng)和固化性能，以及成型過程的加熱條件。

法國CVA硅酮公司為了更好地了解其產(chǎn)品的應(yīng)用，與SIGMA公司進(jìn)行了合作。這個(gè)案例是想在模具上建立有四穴硅膠奶嘴的應(yīng)用。由SIGMA工程師Denis Mercier負(fù)責(zé)，他的任務(wù)是分析模具性能和由此產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問題。面臨的挑戰(zhàn)是需要分析完整的模具性能，并預(yù)測在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

在模擬中，模具從室溫開始，通過加熱棒進(jìn)行“加熱”，直到達(dá)到生產(chǎn)條件。實(shí)際上，模擬一旦開始幾個(gè)成型周期是一個(gè)接著一個(gè)的“運(yùn)行”，通過這種方法來使模溫達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，就如同在實(shí)際生產(chǎn)中一樣。在這個(gè)階段之后，再進(jìn)行充填、保壓和固化階段的成型分析(圖1)。

圖 1-SIGMASOFT? Virtual Molding幾個(gè)周期的分析都考慮了模具部件之間的影響

分析表明，在目前的加熱棒排布下，動(dòng)模側(cè)內(nèi)的溫度分布呈現(xiàn)較大的梯度，如圖2所示:底部溫度為170℃，奶嘴頭的溫度低了近20℃。Mercier解釋說，“這種巨大的溫度梯度導(dǎo)致了固化性能的變化，影響了循環(huán)時(shí)間”。

圖2 -在動(dòng)模側(cè)內(nèi)的熱分析顯示，奶嘴的底部和頂部之間存在較大的溫度梯度。

這個(gè)案例表明了考慮“全局” 的模具熱性能是多么重要。為了便于比較，假設(shè)模具溫度相同，建立了一個(gè)“常規(guī)”注塑模擬。這種簡化的方法，假設(shè)模具溫度為160°C，預(yù)計(jì)固化時(shí)間為30秒(圖3)。然而，SIGMASOFT? Virtual Molding的分析表明，30秒后產(chǎn)品的端部只有43%的固化完成。Mercier解釋說“不考慮模具的實(shí)際熱性能將導(dǎo)致昂貴的決策，從而影響產(chǎn)品的性能，在這種情況下，很可能需要通過多次迭代才能找到產(chǎn)品失敗的原因”。

圖3 - 30秒后固化程度。假設(shè)模具溫度恒定為160℃，會錯(cuò)誤地導(dǎo)致比實(shí)際模溫條件下所需的周期時(shí)間更短。

將SIGMASOFT? Virtual Molding應(yīng)用在LSR液態(tài)硅膠成型中，可以及早地發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因，從而在產(chǎn)品生產(chǎn)早期，就能節(jié)省人力和降低生產(chǎn)力損失。甚至在設(shè)計(jì)階段，就能提前評估質(zhì)量和成型問題，就能減少產(chǎn)品和模具開發(fā)中必要的迭代次數(shù)，模具開發(fā)的時(shí)間就會縮短，新項(xiàng)目的產(chǎn)能就能得到釋放。

文章轉(zhuǎn)載自“3DVirtualmolding虛擬注塑”微信公眾號。