模流分析應用案例

1. 預測與預防勝於事後補救

模流分析，通俗地說，是為產品與模具進行一次預測性的評估。透過參考過往類似產品與模具的經驗（可視為它們的「前世」），結合目前設計與製造的條件（即它們的「現狀」），模流分析協助我們預測產品在實際生產時可能出現的品質問題與結果。

「模流」可以比喻為對模具中熔融塑料流動情況的觀察，類似「看相」；而「分析」則是基於這些觀察結果所做的推演與判斷，類似「算命」。透過模流分析，設計人員可在產品尚未實際開模前，就預先找出潛在問題，進而優化設計與製程，提高產品品質與良率。以下內容是有關於模流分析的案例應用說明，提供給各位參考。

2. 模流分析應用案例(1)

本案例產品為電腦面板，採用一模一穴設計，塑膠材料為ABS。為提升冷卻效率與產品穩定性，運用Moldflow軟體中的Cool模組進行冷卻系統的優化設計，藉此達成冷卻均勻、縮短成型週期，並有效降低因熱應力所造成的翹曲與變形問題。

(4-1) 卻水管佈置

冷卻水管佈置如(圖1)所示。

(4-2) 輸入工藝條件

根據工藝要求選擇材料ABS，熔體溫度為240°C，模具溫度為60°C，射出時間為2.2s。

(4-3) 分析計算

(4-3-1) 原始方案

(圖2)顯示了型腔的冷卻效果，圓圈標示區域的溫度較高，且整體上下溫差明顯。製件頂部產生熱積聚現象，是造成熱翹曲（熱變形）的主要原因。因此，必須針對冷卻水路配置或模具結構進行調整與優化。

模擬結果顯示，塑膠本體在17秒內已完全冷卻，但流道系統在冷卻50秒後，其冷卻率仍未達到45%。這說明厚流道需更長時間才能完成冷卻，通常超過60%的冷卻程度才適合進行開模作業。為縮短整體成型週期並提升脫模效率，建議適當減少流道尺寸。(圖3)則顯示了在冷卻50秒後的凝固率分佈情形，進一步佐證流道區域冷卻不足的現象。

(4-3-2) 修改方案

如（圖4）所示，在製件頂部增設一個冷卻鑲塊，材料選用導熱性優異的鈹銅（Be-Cu），以降低該區域溫度並促進溫度分佈的均勻化。此設計有效改善頂部冷卻效果，使成型面溫度分佈較原始方案更為一致。（圖5）為修改後型腔的冷卻效果圖，與原始方案相比，可明顯看出冷卻表現的提升。