現如今,人們對液態硅橡膠(lsr)產品的需求正在不斷增長,特別是在醫療和嬰兒護理領域,其較高的熱穩定性和良好的物理性能,使得越來越多的應用選擇使用LSR液態硅膠材料。
現如今,人們對液態硅橡膠(lsr)產品的需求正在不斷增長,特別是在醫療和嬰兒護理領域,其較高的熱穩定性和良好的物理性能,使得越來越多的應用選擇使用LSR液態硅膠材料。
然而,
LSR液態硅膠成型是一個挑戰。為了最大限度地提高利潤,減少廢料,重要的是要在整個成型過程有一個清晰的認識,并預測可能出現的問題,包括產品的流動和固化性能,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品的應用,與SIGMA公司進行了合作。這個案例是想在模具上建立有四穴硅膠奶嘴的應用。由SIGMA工程師Denis
Mercier負責,他的任務是分析模具性能和由此產生的產品質量問題。面臨的挑戰是需要分析完整的模具性能,并預測在生產過程中可能出現的質量問題。
在模擬中,模具從室溫開始,通過加熱棒進行“加熱”,直到達到生產條件。實際上,模擬一旦開始幾個成型周期是一個接著一個的“運行”,通過這種方法來使模溫達到穩定狀態,就如同在實際生產中一樣。在這個階段之后,再進行充填、保壓和固化階段的成型分析(圖1)。
圖 1-SIGMASOFT? Virtual Molding幾個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,動模側內的溫度分布呈現較大的梯度,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致了固化性能的變化,影響了循環時間”。
圖2 -在動模側內的熱分析顯示,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,假設模具溫度相同,建立了一個“常規”注塑模擬。這種簡化的方法,假設模具溫度為160°C,預計固化時間為30秒(圖3)。然而,SIGMASOFT?
Virtual
Molding的分析表明,30秒后產品的端部只有43%的固化完成。Mercier解釋說“不考慮模具的實際熱性能將導致昂貴的決策,從而影響產品的性能,在這種情況下,很可能需要通過多次迭代才能找到產品失敗的原因”。
圖3 - 30秒后固化程度。假設模具溫度恒定為160℃,會錯誤地導致比實際模溫條件下所需的周期時間更短。
將SIGMASOFT? Virtual
Molding應用在LSR液態硅膠成型中,可以及早地發現可能出現質量問題的原因,從而在產品生產早期,就能節省人力和降低生產力損失。甚至在設計階段,就能提前評估質量和成型問題,就能減少產品和模具開發中必要的迭代次數,模具開發的時間就會縮短,新項目的產能就能得到釋放。