塑胶模具IMR模具设计概念课件.ppt
,塑膠模具/IMR模具 設計概念及研討,大綱,ID Spec的重要性 塑料 塑料大略狀況 塑料特性簡介 塑料與成形機構設計概略 肉厚 變形 段差陰影 縮水 BOSS 熱熔柱 模具結構 斜梢 鋼材強度 模具結構設計 咬花 蝕刻 IMR IMR簡介 檢討 Gate 案例,ID Spec的重要性,電鍍-水鍍、濺鍍 1.影響塑料選擇 2.水鍍因作業需求，需有框架結構 3.水鍍無法雷雕，濺度可以，但濺鍍附着度較差，有時 還要噴一層UV、PU噴塗 UV、PU 1.UV對縮水有放大作用，需特別注意肉厚設計 2.漆的遮蔽力、種類影響澆口的形式 3.雙色噴塗，美工溝設計及Spec嚴重影響良率,IMR 1.ID的要求影響塑料選擇、肉厚的設計 2.Film的顏色、花樣、金屬蒸著，影響塑料顏色選擇及 進料方式 3.IMR產品需要特別檢討外觀R角大小、脫模角度及肉厚 結構咬花 1.咬花規格牽涉脫模角度設計 2.蝕刻必須特別檢討花的排列、深度,ID Spec的重要性,ID Spec的重要性,外觀需求，部份區域不能有澆口或不能有頂針、入子等icon的大小、位置不確定，經常造成外觀補焊高光澤要求，在模面上做icon是有困難的，無法有效拋光，製使變形,塑料大略狀況,ABS+PC 一般用在LCD Bezel、Middle cover上，彈性較好，光澤度較亮，強度較差ABS+PC+TAC 一般用在LCD Panel、主機，光澤度較暗，強度較好，流動性也較佳，瓦斯氣較重PC 一般用在透明、半透明件，光澤度亮，強度好，流動性不佳，後收縮較大PC+PMMA/PC+GF(超微纖)一般用在RHCM上，光澤度亮，高硬度，流動性佳，易有脆化、刮傷模面問題PA+4550%GF 取待鋁鎂件用料，磨損性嚴重，目前各方正在check中,分子配向 與 鬆馳,熔融塑膠流動時，因受噴泉效應與切斷力的作用，分子鏈會延流動方向排列，此稱為分子配向;而當流動結束，如塑膠仍有足夠的溫度則會朝原來的糾纏結構回復，此稱為鬆弛。配向與鬆弛的程度取決於料溫，模溫，射出速度，肉厚，材料黏度以及射出時間等;它會影響成形品縱橫及厚度方向之收縮率，也是變形翹曲的另一要因;同時它也使成形品各有不同程度的方向性，改變不同方向的性質。,塑料特性簡介,塑料特性簡介,分子配向 與 鬆馳,塑料與成形,塑膠是個彈性體，沒有固定的密度 注塑過程中，保壓的進入從澆口傳到末端，力量逐次 降低，因此流動的末端與澆口處密度並不相同成品脫模後，除卻外力，塑料鬆弛的特性，密度會有 變化，故成品尺寸需一段時間才能穩定成品脫模後，除卻外力，塑料鬆弛的特性，有時會有 變形問題成品脫模後，除卻外力，塑料鬆弛的特性，任何熱能 提供，均會有尺寸或變形度變異(ex:噴塗、電鍍)過快的射速或不當的保壓，尺寸或變形度變異越容易 出現(ex:LCD Panel)塑料縮水率越高，越容易有縮水問題,此下蓋有白霧現象,射速慢惻邊不會有白痕,但電池處會有射不保狀況,但白痕會產生在表面網孔處射速快白痕就會跑到會跑到成品icon處,以下為剛開始量產狀況但還是有白痕,塑料與成形-塑料瓦斯氣,三菱PC+ABS TMB1615，2邊字體處有輕微發白,三菱PC+ABS TMB1612低瓦斯2邊字體處無發白現象,塑料與成形-塑料瓦斯氣,以下為量產一段時間的狀況白痕狀況已好很多幾乎看不清楚了,塑料與成形-塑料瓦斯氣,塑料與成形-塑料瓦斯氣,網狀結構靠破孔與澆口方向如左圖，瓦斯氣較嚴重,gate,機構設計-肉厚,我們約略整理過個parts尺寸肉厚狀況，但這並非一個絕對值，牽涉到離澆口的遠近,機構設計-肉厚與變形,17”U case，原料 PC，RHCM製程，因肉厚不均，嚴重變形,機構設計-肉厚與變形,機構設計-肉厚與變形,嚴重變形,機構設計-肉厚與變形,對策1:增加一靠破,機構設計-肉厚與變形,對策2:增加兩處偷肉,此處偷肉長度無法偷整排,若偷整排會影響到走膠,固只偷一段的範圍,機構設計-肉厚與變形,機構設計-肉厚與變形,對策3:將結構破開,機構設計-肉厚與變形,長形Bty Latch、K/B Ring類形產品，為避免變形，建議肉厚設計如左圖PS:有靠破，情況會有不同,機構設計-肉厚與陰影,保壓過程中，薄肉處較早冷卻，保壓 無法進入薄肉處，造成陰影產生分化一般30倍偷肉超過肉厚1/3以上，分化未必有效離澆口越近，陰影越明顯,肉厚段差沒有做分化會有外觀應力痕問題,圖面已修改作分化處理,修正前,修正後,機構設計-肉厚與陰影,機構設計-肉厚與縮水,平均肉厚1.5mm，boss、RIB肉厚均太厚 縮水問題,此凸點R角太大肉厚會太厚產生縮水,圖面修改後R角取消,修正前,修正後,機構設計-肉厚與縮水,側牆與Boss相連肉厚太厚會造成外觀縮水問題,圖面已修改BOSS形式,修正前,修正後,機構設計-肉厚與縮水,此角需做R角不然肉厚太厚會有縮水狀況,圖面已將直角修改成R角,修正前,修正後,機構設計-肉厚與縮水,卡勾肉厚設計過厚會縮水,卡勾現在肉厚已經改為0.8MM,修正前,修正後,0.8mm,1.4mm,機構設計-肉厚與縮水,Boss與RIB相連肉後太厚會縮水,圖面已修改去除一段RIB避免縮水問題,修正前,修正後,機構設計-肉厚與縮水,側牆與Boss相連肉厚過厚易縮水,圖面已修改將側牆減肉以防縮水,修正前,修正後,機構設計-肉厚與縮水,此區域底部肉厚偷到1.1mm，結構肉厚0.61.2mm,會有縮水問題,1.5mm,圖面已修改將底部肉厚修改到1.5mm以防縮水,修正後,修正前,機構設計-肉厚與縮水,機構設計-BOSS,1.BOSS倒角沒有做 至銅釘不好埋入2.BOSS 徑不對 銅釘扭拉力不足,M2銅釘=3.2mmM2.5銅釘=3.6mm特別注意母模面boss，脫模角度問題,設計時請於內側導C角,以免再次EC使成本變高.,機構設計-BOSS,C角,機構設計-BOSS,高光澤產品經常發生縮水問題，偷火山口效果不佳，故有左圖做法,目前此種方式多處都有應用，但沒有明確設計值,機構設計 熱熔柱,1.Boss中間的pin過細,小於0.81.0mm,2.Boss位於澆口進入處或距離太近,3.Boss長度設計太高,易造成Pin針斷掉,易造成拉模或斷裂,易造成拉模或斷裂,PIN,機構設計-熱熔柱,1.熱熔柱高度3mm以內，Pin直徑1.01.2mm2.熱熔柱高度35mm，Pin直徑1.52.0mm3.熱熔柱高度58mm，Pin直徑2.02.5mm4.Gate處直沖熱熔柱，pin易斷,網孔肉厚太薄難成型易斷結構脆弱,圖面已修改將網孔肉厚修改至1.5mm,修正前,修正後,0.87mm,1.5mm,機構設計,Dimm cover問題:Dimm Cover近來肉厚約1.01.2mm，且因外觀要求，往往從側邊進料 1.因面積較大，保壓充填不理想，極易縮水 2.多澆口進澆，接合線問題無法有效解決 3.單邊進膠，因肉厚薄、面積大，易有大小頭問題,料末端容易縮水,機構設計,機構設計,b,b處離進點遠,注塑壓力損耗大,易產生縮水.,原始模具設計為兩點進膠.,a,A處,料末端容易縮水,增加平均肉厚.無結合線中間單點進膠.減少流道廢料.產品太小頭容易控制,機構設計,Gate,機構設計,下列兩種狀況均會有大小頭問題，需要ME配合修正,模具結構-斜梢,1.斜梢作動方向如上圖示，F2方向在斜梢作動範圍內如果有結構存在，會影響斜梢的作動,模具結構-斜梢,1.斜梢度數越大，斜稍越容易出問題,模具結構-斜梢,模具結構-斜梢,1.此處肉厚過厚，需走斜梢偷肉，但空間狹小,斜梢太小支，致使易斷(斜銷本體最好不要小於8mm),2.橫向斜梢行程的考量及脫模角度問題(行程最好有18MM空間),空間不足,圖面設計製作斜梢空間不足問題,圖面已有取消部分RIB斜銷可以製作,修正前,修正後,模具結構-斜梢,此處斜銷度數超過11度,且會包住RIB,模具結構-斜梢,模具結構-鋼材強度,修正前,修正後,更改為T形rib增強模具結構,模具結構-鋼材強度,厚度0.48mm，高度3.5mm的薄鐵，強度差,模具結構-鋼材強度,側牆與BOSS靠太近,產生薄鐵及縮水,圖面已修改位移及切除一段側牆解決薄鐵問題,修正前,修正後,模具結構-鋼材強度,模具結構-鋼材強度,圖面設計造成薄鐵及尖鐵問題,圖面已修改取消卡勾及一段RIB,修正前,修正後,模具結構-鋼材強度,模具結構-模具結構強度,DS2 L case 母模應力明顯無法消除，公模肉厚不均或結構(肋)過多過深造成應力,如右圖所示,紅色虛線框位置肉厚不均,產品均肉為1.6,最深肋邊肉厚為1.2,在此斷差處外觀產生明顯線狀應力痕,模具結構-模具結構強度,原因分析圖示:,如右圖,下側左右兩邊肋過多過深,模具結構-模具結構強度,原因分析圖示:,如右圖,此區域肋最深處有8.77mm的深度,且肋較多,區域較集中.,模具結構-模具結構強度,1.經過反覆EC後整個公模仁本體 結構已經太弱2.公模多條水路已經報廢,成型時研生其他問題,公模仁,模具結構-模具結構強度,公模仁實體照片,為了加工省時,因此將公模仁分成兩塊加工來縮短工時,模具結構-模具結構強度,頂針板結構脆弱,如左圖所示,頂針板因肋過多,需要大量增加排佈頂針及斜銷,頂針板基本已鏤空,強度降低,模具可靠度及壽命大幅降低.,模具結構-模具結構強度,如右圖成型時射膠瞬間因產生巨大射出力,公模仁,公模入子,公模座,頂針板等均會產生瞬間後退變形,而由於公模仁中入子過多,模仁強度降低,造成入子與模仁後退不同步,射出結束後模仁,入子及頂針板等回彈,即在塑膠產品中產生內應力.,模具結構-模具結構強度,如左圖:下蓋母模左右兩側區域應力明顯,無法克服,目前生產中仍採用羊毛氈+髒灰滅擦拭,模具結構-模具結構強度,如左圖:下蓋母模左兩側應力明顯,無法克服,目前生產中仍採用羊毛氈+髒灰滅擦拭,模具結構-模具結構強度,開模模仁3D,此3處量產毛邊會增大&增多,量產模仁3D,E C,產品毛邊:結構薄弱的地方,毛邊同時也會不斷增多；EC多，造成狀況更惡劣,模具結構-模具結構強度,母模仁此處鑲入子,整體燒焊加工.,Vivaldi L-case#3母模仁開裂,模具結構-模具結構強度,模具結構-模具結構強度,請簡化設計,請簡化設計,模具結構-模具結構強度,模具結構-咬花,咬花所需脫模角度除了與肉厚有關外，與變形及澆口位置亦有關係咬花會議必須明確的提出咬花範圍外，還要明確給予光澤度spec,客戶是否提供蝕刻設計圖檔確認蝕刻咬花的深度 確認蝕刻區域,咬花的規格提供蝕刻廠3D圖檔及蝕刻圖檔，安排蝕刻廠、模具廠開會檢討特殊咬花圖面蝕刻時間810天6.建議特殊花紋母模需加開備品7.蝕刻作業前，需有人前往確認排列狀況,模具結構-蝕刻,模具結構-蝕刻,需先請 ID 提供特殊咬花設計圖檔,如下圖範例所示提供給咬花厰&模具廠評估可行性及提出 proposal,特殊咬花區域是否可拆入子(本案不可),故請ID(如右圖)將自然R角處特殊花紋避開0.15mm靠破孔處特殊咬花評估製作不易需ID修正,1.,2.,模具結構-蝕刻,ID 修正後的圖檔,模具結構-蝕刻,避開0.15mm,取消花紋,模具結構-蝕刻,IMR簡介,現階段Film厚度有0.38U（小part）&0.5U(大part),依各廠商製程而定,IMR簡介,IMR模具在機台上時,母模仁吸氣狀況,IMR簡介,若是吸氣不良或是漏氣時會造成Film無法吸附的完全服貼或是關模時造成Film破裂。,良好的吸氣狀況應該是在合理氣壓大小內四周的R角及曲面及中間的形狀都能很清楚，而漏氣可以用氣壓表來檢測。,IMR簡介,母模壓框,母模座,母模仁組裝後,母模上的o-ring,IMR簡介,公模座,公模組裝時,IMR簡介,此表格為業界大致使用的規範,IMR簡介,IMR簡介,當美工溝需要蒸鍍時,將造成蒸鍍層金屬油墨產生細微裂紋,應此建議美工溝深度建議小於0.2mm,溝槽R角大於0.15mm,溝槽斜度大於20度,IMR簡介,IMR塑料選取重點1.高流動性2.原料取的容易3.低料溫,IMR簡介,SPEC客戶ID(3D造形)Artwork圖形 a.VM問題(不要在入料點位置會衝墨&在R角處會拉裂)b.顏色(是否有珍珠粉&金屬油墨)容易衝墨 c.底材(會影響film本身的顏色）美工溝深0.15mm0.25mm(可以區分兩種顏色)需注意拆件對位問題，特別檢討 spec時間 a.3D圖檔修正ok後，Nissha需要37天拆PL，Nissha完成PL後才能正式TS b.Film每次改版，需一個月時間 c.分色film T1後，幾乎都需要改版,IMR-開模檢討重點,IMR Gate形式,大斜梢式進膠,此種進膠方式是目前LCD Panel最常採用的方式,IMR Gate形式,2.12.5mm,LCD Panel採用此方式進膠，進點肉厚必須加肉,避免進膠口沖墨現象，厚度目前做2.12.5mm，此與film油墨及成品大小有關,IMR Gate形式,大斜梢式進膠方式在成品外觀面會有一一字形影子，此係保壓造成，明顯度與film光澤及成品尺寸有觀，光擇越亮越清楚，尺寸越大越清楚大斜梢式進膠方式經常有斜梢影子，此與斜梢及公模仁溫差及斜梢間隙有關,IMR Gate形式,側面進膠,此種進膠方式用在LCD Panel,IMR Gate形式,側進式進膠必需特別注意hinge處靠破問 題，流動距離長，film因塑料流動方向及推 力造成皺折側進式進膠必需特別注意成品銑料頭問題側進式進膠，進膠處肉厚不可太薄,hinge處靠破,IMR Gate形式,小斜梢式進膠,此種進膠方式用在Palmrest,IMR Gate形式,小斜梢式進膠必須留取斜梢空間小斜梢式進膠搭接處肉厚不可太薄,側牆存在，比較不會沖墨,LCD Panel模具銳角,Film在模具上實際吸氣後的情形,紅色圈圈處為模具銳角,使Film成形後破墨區域,IMR問題案例,原ID設計R0.3mm,造成破墨,模具上尖鐵Film包覆不順不伏貼,成形時模具尖鐵會將Film壓伏貼,造成油墨拉裂&破墨現象,R角修改為3R後,破墨區域縮小,Film廠商的不同,其Film的油墨&底材的軟硬不同,進行調整驗證,IMR問題案例,因側璧塑料流動比平面快，造成末端回包而產生皺折,IMR問題案例,圈選處就是料回包所造成的空洞,IMR問題案例,側邊跑料回包的情形,若是側邊肉厚無法改到合適的肉厚或者試模時發現有回包情形，則需加檔膠的結構，一般是建議於開模時就先做上再依照試模狀況減低。,IMR問題案例,LCD COVER IMR皺折問題點,IMR問題案例,皺折問題點一開始的對策是加引流幫助走膠,讓四條引流的料跑比側璧快,但因機構原有四塊檔料,且只能在偷肉平面處局部加肉幫助跑膠,不能完全取消,使得引流受到擋料的阻礙導致末端料回包不穩定皺折也不穩定,IMR問題案例,有效改散末端料回包皺折在四個側璧加擋料(紅色處),IMR問題案例,加擋料之後側璧跑膠明顯改散不至於過快最後順順的推出去,IMR問題案例,IMR問題案例,加擋料之後側璧跑膠明顯改散不至於過快最後順順的推出去,對於IMR的Panel平面上進量要求機構不要在平面上作偷肉結構，以免影響跑料而產生回包及皺摺。,此Panel共有五處偷肉區域，且面積不小,IMR問題案例,側邊的肉厚太厚也是造成料回包而產生皺摺的主要原因，需建議RD或是ID修改側邊的肉厚以免生產時發生問題。,側壁肉厚建議為平面肉厚的2/3t以下，避免塑料回包。,IMR問題案例,圖示左右兩角因R角過小導致薄膜包覆時無法拉展的很平順而產生成品會拉裂,IMR問題案例,模具結構需要配合IMR的部份1.根據Nissha一般新模PL間隙需大Part 0.07mm,小Part 0.05mm,但是根據後面實際試模結果,並 不一定,有時候間隙會放大到0.14mm,所造成的些問題點:,U-case LED孔,因為PL的間隙大小會影響皺摺&輕微毛邊,所以像此種問題就需要ID&RD達到共識取的一個平衡,Panel Hinge處的轉角,因為皺摺問題,所以PL間隙需要放到成品輕微毛邊,需要後加工滾邊,IMR問題案例,IMR問題案例,下圖造型，成品深8mm，需作3.5R以上，脫模角度大於20度，此case只做3R，造成油墨裂紋，及PL脫落,IMR問題案例,轉角處作5R,側邊作3.5R,IMR 森田提供的設計參考值,雙向弧面設計,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,IMR 森田提供的設計參考值,此設計是為了避免Film成型時覆著不良,IMR問題案例,Thank You!,
