樹脂流動解析流動残留応力による製品への影響

  • 分子配向(流動残留応力)に影響される複屈折を予測したい
  • 複屈折を低減し、サイクルタイムを短縮したい

レンズ等の成形品は配向複屈折を小さくするために充填速度を遅くしたり、冷却時間を長く取ります。
しかし今回取り上げるモデル(電子機器の表示窓)は、その生産数増加やコスト低下のためにサイクルタイム短縮が望まれるので、可能な限り射出速度や冷却時間が短くされていると考えられます。
このような成形では分子が配向しやすくなり、また配向した分子が十分緩和しないまま固化するため、配向複屈折が大きくなる傾向があります。
ここでは、射出時間、冷却時間(=サイクルタイム)が短い部品の分子配向(流動残留応力)に影響される複屈折を解析した事例についてご紹介します。

解析形状

以下のような組み付け用の電子機器の表示窓を対象に計算を行いました。


形状

メッシュ

成形条件

保圧条件表
時刻(s) 圧力(MPa)
0 100
1.0 80
1.5 20
2.0 0

成形条件は、以下のとおりです。

  • 射出時間:0.5s
  • 樹脂温度:210℃
  • 金型温度:40℃
  • 保圧条件:(右記、保圧条件表参照)
  • 冷却時間:2s

解析結果

下図の通り、ゲート近傍で複屈折の絶対値が大きいことがわかります。
このように複屈折が大きい場合には、光学的に問題があると判断できます。
この結果を考慮して、

  • ゲート位置の検討
  • 成形条件の見直し
  • 製品形状自体の変更

などを検討することができます。


図.メルトフロント

図.複屈折分布

解析種類

※この事例では、ANSYSに加えて以下のライセンスが必要です。
ANSYS Workbench版 射出成形CAEシステム PlanetsX

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