从注塑成型问题诊断探讨产品、模具与工艺设计的优化..ppt

从注塑成型问题诊断探讨产品、模具与工艺设计的优化
ReviewingPart,MoldandProcessDesignOptimizationfromthePointofViewofTroubleshooting

CharlesHsu
2011年5月15和16日
于酒店试模及量产时，经常遭遇的问题包括银纹、波纹、虎皮纹、流痕、气痕、缩痕、熔接痕、应力痕、黄化、脆裂、变形、周期时间长等，使得材料、能源、机器、设备、时间、人力及金钱浪费、良率偏低、甚至无法交货。若无正本清源之道，只有走上败亡之途。

试模和量产中80%的问题源自设计不当，产品、模具与工艺设计是救亡图存、反败为胜的关键。强度、应力、降解与污染(60分钟)对材料施加外力时，材料产生阻力而变形。换言之，材料受外力而在内部积蓄应变能。在变形的初期，以分子内原子间的距离变化或分子间距离的变化来应对，之后逐渐无法应对而发生各种构造变化，如部分分子向外力方向，或分子链从结晶中拉出等。这时，部分能量则因材料的粘性效应而变为热能逃出。若继续对材料做功，材料则形成新表面以便放掉能量，这就是破坏，而这时的材料的限界阻力就是强度。外力有:(1)拉伸、(2)压缩、(3)剪、(4)弯曲和(5)扭转，这些是由外力的方向差产生的。当外力施加于材料时，材料内部产生一种阻挡这外力的内力。每单位面积的内力叫做应力。

外力F，应力σ时：
A是内力作用面的截面积。
材料的强度系以每单位面积可以承受的内力即应力表示。拉伸应力、拉伸应变和弹性模量where
F :shearforce剪力
Aa’c’m’n’ :areawhereFapplies剪力所施之面积
:shearstress剪切应力
:shearstrain剪切应变
G :shearmodulus剪切模量Where
G:shearmodulus剪切模量
:shearstrain剪切应变
r0:outsidediameteroftheshaft轴外径
r:dA形心至轴之中心线之距离
Φ:theangleoftwistwhichisproportionaltothedistancexofthecross-sectionfromthefixedend
扭转角(与断面和固定端的距离x成正比)
Θ:Θ=dΦ/dx,theangleoftwistperunitlengthoftheshaft单位轴长之扭转角
T:torque(appliedcouple)转矩(所施之力偶)
:shearstressondAdA上的剪切应力
:shearstressattheoutersurfaceoftheshaft轴外径表面之剪切应力
J:polarmomentofinertia极惯性力矩流动引起的残余应力Flow-inducedResidualStressBecauseofthestretchedmolecularorientationinthedirectionofflow,itintroducesanisotropic,non-uniformshrinkageandmechanicalpropertiesinthedirectionsparallelandperpendiculartothedirectionofflow.
因为伸张的高分子沿流向排列，所以流向和垂直流向的机械性质不同而收缩率也不同。
p.145,“C-MOLDDesignGuide”热引起的残余应力Thermal-inducedResidualStressChangingpressure,temperature,andmolecularandfiberorientationresultinvariabledensityandmechanicalproperties.
Certainmoldconstraintspreventthemoldedpartfromshrinkingintheplanardirections.
改变压力、温度和分子/纤维排列产生不同的密度和机械性质。
某些模具的拘束阻止了成型品在面向的收缩

p.147,“C-MOLDDesignGuide”Thesinglebiggestcontributortothepoorperformanceofthemoldedpartisanexcessivelossofmolecularweight.---Thesecondlargestcontributoriscontamination.
成型品功能不足的单一最大原因是分子量过度减损。---第二大原因是污染。

TheMaterialsAnalyst,Part27:Contaminationspringsfromcostpressures
IMM–December1999Longer