聚氨酯泡沫塑料是汽車產(chǎn)業(yè)常用的熱固性塑料材料之一,其多孔、低密度且高強(qiáng)度的特性,非常適合作為制造汽車零配件的材料,因此受到廣泛應(yīng)用。最常見(jiàn)的應(yīng)用包括汽車座椅、引擎蓋內(nèi)零件和內(nèi)飾件等。聚氨酯具有成型性佳、重量輕及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),且比其他的熱固性材料更容易轉(zhuǎn)換為原始單體,同時(shí)因?yàn)闊峁绦缘奶攸c(diǎn),也能夠耐高溫而不易熔融。 盡管聚氨酯擁有上述優(yōu)點(diǎn),但聚氨酯泡沫塑料的加工過(guò)程中,仍會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)。在實(shí)務(wù)上,泡沫的位置并不容易觀察和掌握;同時(shí)在發(fā)泡過(guò)程中,溢流區(qū)域會(huì)產(chǎn)生許多聚氨酯廢料,必須設(shè)法減少和回收。
為解決上述問(wèn)題,可利用CAE模擬技術(shù)事先了解充填過(guò)程中的模內(nèi)動(dòng)態(tài)行為,并藉此優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。為了得到更全面的發(fā)泡成型分析結(jié)果,Moldex3D在即將發(fā)行的Moldex3D R15版本中,不但將原有的熱塑性材料之微細(xì)發(fā)泡成型(MCIM)分析功能,擴(kuò)充至熱固性材料,更可進(jìn)一步模擬發(fā)泡動(dòng)力學(xué)。透過(guò)聚氨酯發(fā)泡模擬分析,用戶就能夠了解制造過(guò)程中,塑料在充填和發(fā)泡階段的動(dòng)態(tài)行為。
透過(guò)Moldex3D針對(duì)聚氨酯發(fā)泡新推出的仿真功能,用戶對(duì)熱固性塑料在充填和發(fā)泡階段的動(dòng)態(tài)行能夠?yàn)橛腥P的了解。此外,Moldex3D所提供的深入分析,幫助使用者避免重復(fù)試誤的過(guò)程,以省下可觀的時(shí)間和生產(chǎn)成本。
以下是聚氨酯泡沫塑料制程的案例說(shuō)明(圖一)。設(shè)定模溫為60 oC,入口塑料的溫度為30 oC。塑料剛開(kāi)始會(huì)受到重力影響而開(kāi)始充填,當(dāng)充填到模穴的四分之一時(shí)入口不再進(jìn)料,并藉由發(fā)泡膨脹充滿模穴。在此過(guò)程中聚氨脂會(huì)因化學(xué)反應(yīng)釋出二氧化碳,熔膠的黏度也會(huì)因交聯(lián)反應(yīng)而提高。而其導(dǎo)致的放熱效應(yīng),也會(huì)使模內(nèi)溫度增高,進(jìn)一步使二氧化碳在相對(duì)高溫的狀況下不斷釋入熔膠中,直到模穴內(nèi)充滿聚氨脂泡沫為止。
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