一、多模穴流動平衡問題及現狀
在塑膠注射成型時,對于自然平衡的多腔模成型,如1*8或1*16或1*32甚至更多模穴的平衡道布局模式下,我們經常會遇到一個較頭痛的成型問題:各穴之間流動不平衡!這種不平衡現象導致一系列產品問題,如同一模次的產品尺寸及變形不一致,嚴重的甚至會出現部分模穴披峰嚴重、同時另外部分模穴缺膠的現象,在排除流加工及工藝問題后,仍不得其解,這一直是困擾行業的一大難題。

圖1:自然平衡流道的不平衡流動現象(出自美國BIT公司)
二、MeltFlipper熔膠翻轉技術介紹
1、直到美國Beaumont公司開發出熔膠翻轉技術才得以從根本上解決此難題,該技術通過改變塑料熔體在流道中的流動方向,平衡多模穴模具中各模穴的充填過程,從而解決流動不平衡問題?。并通過模具外調節裝置來改變模具型腔內熔體的流動方式,無需拆卸模具即可實現精確的流動平衡?。

圖2:熔膠翻轉解決不平衡問題(出自美國BIT公司)
三、技術原理
熔膠翻轉技術通過在塑料熔體進入下一級流道前改變其流動方向,使塑料熔體在流道拐彎處分成兩股,每股沿著分模平面的兩側流動,從而消除流道拐彎記憶效應,確保每個型腔的充填平衡性,進而提高產品質量的一致性?。
Moldflow 3D網格技術可以有效地模擬此現象,準確地復盤該現象,通過Moldflow在該方面的強大功能,可以提前進行方案的驗證及解決方案的提出,節省開模時間和成本,以下我們通過案例進行該功能的展示
將產品及流道均建為3D實體網格,并保證足夠的層數,在標準的8穴幾何平衡流動布局中,靠近內側的四穴總會先完成填充,如下圖所示

(圖3:Moldflow中重現不平衡流動)
機理分析
熔融塑膠在模內流動時呈現層流狀態,隨著各層間速度差異的增加,剪切率同步增大,同時黏度下降,且最大剪切率通常出現在橫截面靠近凝固層的位置,這種黏度與剪切成反比的變化趨勢稱為剪切變稀效應(Shear thinning),如圖4及圖5所示。

圖4:傳統方案剪切率及黏度截面分布差異

圖5:傳統方案各穴間的溫度分布差異(內高外低)
結果展示
一二級流道間采用MeltFlipper熔膠翻轉技術,在Moldlfow中再進行建模分析,溫度及流動平衡性結果如圖6及圖7所示,與BIT公司的實驗結果一致。

圖6:熔膠翻轉后各穴間的溫度分布(內外均勻)

圖7:熔膠翻轉后各穴間的平衡度(再次平衡)
四、應用場景和效果
熔膠翻轉技術特別適用于多模穴幾何平衡的流道布局,能夠有效解決各模穴間充填不平衡的問題,提高產品良率。通過控制流道內的熔體流動,該技術能夠在不移動或增改澆口和制品設計的情況下,實現多型腔模具的均勻填充?。?
