塑料材料产业

产业总览

塑料材料被全方面的应用，各种合成或半合成的产品被转化及成型为我们日常的一部份。这些产品含概了消费电子、家庭用品、玩具、各种外包装、个人护理用具以及汽车零件等等。因为塑料低成本、易于生产且原物料充足等因素，其大部份的用途，用以替代各种传统材料应用，包含金属、玻璃、木材以及纸类材料。然而，随着塑料的应用越来越多样化，加工的复杂度及多样性也持续上升，也因此供货商须持续优化其制程，以迎合市场所需的产品性能。

Moldex3D如何帮助材料供货商?

材料供货商总是需要开发新前端技术并且修改现有的技术以满足变化快速的市场需求。在这些新的材料被销售到制造商前，材料供货商须确保材料在成型后，经过严苛的成型条件仍具有材料所需的性能，如耐冲击性、耐久性及抗化学性等等。因此，为了保持竞争优势，材料供货商需针对新的材料深入研究其在实际制程中的各种行为及作用，以便提供其下游客户较好的服务。Moldex3D解决方案透过真实的3D模拟技术，提供材料供货商验证及评估其材料在复杂制程中的各种行为。Moldex3D提供进阶的模拟技术给材料供货商，模拟当材料配方改变时成型及材料性质的各种变化。此外，Moldex3D拥有材料研究中心，可为任何需要了解在成型过程中之材料计算及其影响的客户，包含材料供货商，提供更全面的材料量测及服务。

问题挑战与Moldex3D解决方案

热塑性材料

挑战与解决方案

聚合物的分子量是主要控制塑料机械性质的因素，较重的分子量将导致更多的链结缠绕，也因此提高了材料的机械性质。然后，因为其黏度上升，模具内的充填变得更加困难，也影响在成型阶段塑料的可加工性。当塑料的机械性质超过了某个阀值后将趋于稳定。因此，如何找到尚未加工过的聚合物分子量范围，是至关重要的一环。Moldex3D透过准确的材料数据帮助材料供货商确认塑料成型过程中的行为，并进一步优化其配方。此外，许多添加剂如增塑剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂及增强剂等等，也都会影响其成型及后面的产品性能。举例来说，着色剂会对塑料的成型以及流动产生很大的影响，如老虎纹。藉由全新的Moldex3D模拟，实时的分析并回馈材料供货商，对其材料配方进行优化有相当大的帮助。

热固性材料

挑战与解决方案

热固性材料与热塑性材料比较大的区别是在热环境之下的固化现象，热固性材料在受热后无法再加工。也因此成型期间的融胶流动也随之改变。材料供货商总希望优化其设计，并在黏度及固化程度间找到适当的平衡点，这对可加工性以及产品周期有着相当大的影响。针对热固材料，Moldex3D透过分析塑料流动的行为(包含黏度变化及固化时间)，提供材料供货商更高的效率的解决方案来优化其配方并节约成本。此外，透过材料的特征来量化如固化所引发的体积收缩，并且此技术可以应用在改变化学制剂、仿真、产品设计以及各种成型条件上

机械设备

产业总览

在实际的成型过程中，使用合宜的机械与设备相当重要，其产能可直接影响质量。在射出现场中，模具、射出机、射出环境都影响着产品品质。制造商更会在开发期时，透过不断的试模、修改模具设计，确保后面批次生产的产品能够达到设计需求。而不同的模具及开发商需求，也会导致供应商选用不同的射出成型机以及成型设定条件。

随产品制程的复杂度提高，原油价格上涨、关键原料不足及厂商低价竞争，塑胶制程从模具的开发、原料的选定或是加工设备参数的设定及环节息息相关，相互影响的过程犹如黑盒子般无法直接用肉眼透视，导致如何确定比较好的模具、射出机及成型参数，达到有效的生产时间与成本的节省，并提升产业竞争力与附加价值，将成为生产过程中比较复杂却又重要的问题。

Moldex3D优势

Moldex3D成功地搭起模拟与实际制造间构通的桥梁。透过模拟，开发者能够透视整个射出机生产的过程；透过比较好的模拟结果，进而讨论是否修正模具设计或是射出机成型条件等。因此，「电脑试模」的方式可以更快速且有效的协助开发者达到需求，避免重复制造过多的试验品造成浪费，以降低开发及生产成本。

Moldex3D的专案可以承接多次不同的设计与成型参数的调整与分析，比较各分析组别间的差异，取得比较好的结果。除了一般射出外，特别成型的模具与多螺杆组合的射出机都也能够透过模拟分析，在开发设计期完整的评估模具、射出机，甚至聚合材料的比较好选用后才提供给制造商生产，较大提升了整体的开发效益。

问题挑战与Moldex3D解决方案

模具设计与制造商等相关

挑战1

模具制造的预算将影响整体设计的细致度，产品设计倘若无法使用加工条件达到需求下，会改以修正模具设计以符合产品要求。但往往多次修模后，会花费大量的时间与人力成本；甚至为了要符合预算内，转而舍弃产品部份品质。

解决方案

透过Moldex3D一般射出模拟，可以分析多组模具设计几何在单一设定成型参数下的结果；并且透过DOE模组分析，也能针对成型参数找到比较好的设定值。

模具设计与制造商等相关

挑战2

模具的使用寿命也是模具制造商经常面临到的问题，影响模具寿命的原因有许多，其中包含: 塑胶材料、模具加工品质、模具结构、使用设备的精度和刚度、润滑条件、产品零件状况等等。而除了肉眼与经验的判断外，在真实射出前，却无法正确的防范与确定这部份的品质。

解决方案

Moldex3D的模拟提供使用户汇入开发模具几何、选定材料(也可以客制化材料参数)、并且透过成型条件分析，提供完整的结果项目显示；透过流动分析可观察熔胶对模具冲击的应力，或最终的模具变形及模具残余应力，都能提供作为模具寿命及容易产生破坏点的评估准则，而做模具修正。

射出机操作者与制造商等相关

挑战

除了考量符合产品射出所需吨数的射出机与配合设备的稳合度外，在「螺杆设计」上还需配合所选用的材料与成型温度设定。射出机的整体效能与稳定度是制造商常会面临到的重点。

解决方案

Moldex3D ScrewPlus 是一个强大的工具，可模拟经过实体输送（塑料输送段）、熔化（过渡段）及泵取（计量段）从实体状态到熔化状态的整个塑化制程，提供熔胶的真实温度于Moldex3D中计算，以进一步模拟获得更贴近真实的模拟结果。