聚氨酯发泡模拟技术大进化

聚氨酯泡沫塑料是汽车产业常用的热固性塑料材料之一，其多孔、低密度且高强度的特性，非常适合作为制造汽车零配件的材料，因此受到广泛应用。最常见的应用包括汽车座椅、引擎盖内零件和内饰件等。聚氨酯具有成型性佳、重量轻及使用寿命长等优点，且比其他的热固性材料更容易转换为原始单体，同时因为热固性的特点，也能够耐高温而不易熔融。

尽管聚氨酯拥有上述优点，但聚氨酯泡沫塑料的加工过程中，仍会面临许多挑战。在实务上，泡沫的位置并不容易观察和掌握;同时在发泡过程中，溢流区域会产生许多聚氨酯废料，必须设法减少和回收。

为解决上述问题，可利用CAE模拟技术事先了解充填过程中的模内动态行为，并藉此优化产品设计。为了得到更全面的发泡成型分析结果，Moldex3D在即将发行的Moldex3D R15版本中，不但将原有的热塑性材料之微细发泡成型(MCIM)分析功能，扩充至热固性材料，更可进一步模拟发泡动力学。透过聚氨酯发泡模拟分析，用户就能够了解制造过程中，塑料在充填和发泡阶段的动态行为。

以下是聚氨酯泡沫塑料制程的案例说明(图一)。设定模温为60 oC，入口塑料的温度为30 oC。塑料刚开始会受到重力影响而开始充填，当充填到模穴的四分之一时入口不再进料，并藉由发泡膨胀充满模穴。在此过程中聚氨脂会因化学反应释出二氧化碳，熔胶的黏度也会因交联反应而提高。而其导致的放热效应，也会使模内温度增高，进一步使二氧化碳在相对高温的状况下不断释入熔胶中，直到模穴内充满聚氨脂泡沫为止。

图一 聚氨酯发泡射出成型过程的流动波前

透过Moldex3D针对聚氨酯发泡新推出的仿真功能，用户对热固性塑料在充填和发泡阶段的动态行能够为有全盘的了解。此外，Moldex3D所提供的深入分析，也可帮助使用者避免重复试误的过程，以省下可观的时间和生产成本。