Bilgisayar destekli plastik mikro enjeksiyon kalıp tasarımı

Abstract

Mühendisler; ürünün tasarım ve işlenebilirliğini doğrulamak amacıyla mikro ve nano boyutta kalıplanmış parçaların akış analizlerinde çoğunlukla CAE analizleri olarak adlandırılan bilgisayar destekli tasarım programlarını kullanmak zorundadırlar. Bu noktada; parçanın yapısal bütünlüğünü nominal kuvvetinin %80 i kadar düşürebilecek durumlar olan boşlukların uygun biçimde doldurulması, hava kapanlarının yerleştirilmesi ve kaynak/örgü hatlarının kritik bölgeler oluşturmasının engellenmesi için veriler elde edilir. Moldflow; ince duvarlı parçaların işlenmesinde büyük öneme sahip kayma hızı, kayma gerilimi ve atık gerilim gibi faktörlerin analizlerinin yapılmasına olanak sağlar. Mühendisler simülasyonlarında atık gerilimi en aza indirmek gibi bir dizi proses parametreleri kullanırlar. Kalıplamada eriyik haldeki malzeme hızla katılaşarak sonra bir önceki boyutlarına geri dönmeya çalıştığından atık gerilim çeşitli deformasyonlara neden olur. Bu durum genellikle, malzemenin çok hızlı biçimde enjeksiyonunu takiben hızlı bir soğutma çevrimi ile karakterize edilir.

Engineers should incorporate the use of computer aided analysis software, commonly referred to as CAE analysis (using moldflow), to run flow simulations on micro and nano molded parts to verify the design and processability of the product. At this point, data is observed to determine proper filling of the cavity, locating potential air traps, and ensuring that weld/ knit lines won't form in critical areas, which can reduce the structural integrity by as much as 80%—the nominal strength of the part. Moldflow allows analysis of values such as shear rate, shear stress, and residual stress, which are highly important factors in the processing of a quality thin-walled part. Engineers use a set of process parameters in their simulations such that residual stress is minimized. Residual stresses in molding cause deformation as the melted material gets solidified too quickly and then tries to relax to its previous size. This is usually characterized by injecting the material too fast, followed by a rapid cooling cycle.