射出成型製程中的冷卻過程與成型品的品質如收縮率、熱殘餘應力與翹曲 變形等息息相關,因此本研究的目的是模擬射出成型製程中成型品的冷卻 過程與模具內的熱傳,藉以達到均勻冷卻改善成型品的品質並減短冷卻時 間來增加生產效率。因為傳統的有限差分法及有限元素法在模擬此一週期 性非穩態的熱傳分析時,佔用很多的電腦計憶空間,並且需要很長的電腦 計算時間,因此目前多使用改良式邊界元素法來節省電腦的計憶空間和計 算時間。塑膠射出成型品現今應用的範圍已進展至各種工業零件,如光學 儀器、航太工業等高精密度的零件上,已大大取代了金屬製品。同時對於 產品品質、精密度以及各種性質的要求也日益提高。一般而言射出件品質 可由尺寸精確度、收縮凹痕、裂痕、殘餘應力、翹曲等表面性質及機械、 光學等性質來評估。這些性質受成型條件的影響很大。尤其機械性質更和 殘餘應力息息相關。本研究採用二種不同的方法來模擬射出成型製程的冷 卻過程。第一個方法將模具與成型品去耦合,分別用邊界元素法以及有限 差分法來作數值疊代。第二個方法則將模具與成型品耦合成一系統再用雙 重交互作用的邊界元素法來作數值處理。本文發現使用三角形或是四邊形 的成品薄殼網格對於分析結果並無太大的敏感度,因此可以用四邊形成品 薄殼網格取代三角形的網格來分析,同時也可以用改良式邊界元素法將水 管簡化成線性的一維元素以減少計算所需的時間。因為去耦合式的分析方 法有其應用的限制,準確度也有待其它的方法加以印證。因此本文使用雙 重交互作用的邊界元素法來與去耦合式之分析方法比較,發現雙重交互作 用的邊界元素法計算所得到的週期性變化的模具溫度比去耦合式來得高, 溫度變化的範圍要比較小一些,而且溫度的分佈情形也有不同。
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