聚氨酯泡沫塑料是汽車產(chǎn)業(yè)常用的熱固性塑料材料之一，其多孔、低密度且高強度的特性，非常適合作為制造汽車零配件的材料，因此受到廣泛應(yīng)用。最常見的應(yīng)用包括汽車座椅、引擎蓋內(nèi)零件和內(nèi)飾件等。聚氨酯具有成型性佳、重量輕及使用壽命長等優(yōu)點，且比其他的熱固性材料更容易轉(zhuǎn)換為原始單體，同時因為熱固性的特點，也能夠耐高溫而不易熔融。
盡管聚氨酯擁有上述優(yōu)點，但聚氨酯泡沫塑料的加工過程中，仍會面臨許多挑戰(zhàn)。在實務(wù)上，泡沫的位置并不容易觀察和掌握;同時在發(fā)泡過程中，溢流區(qū)域會產(chǎn)生許多聚氨酯廢料，必須設(shè)法減少和回收。
為解決上述問題，可利用CAE模擬技術(shù)事先了解充填過程中的模內(nèi)動態(tài)行為，并藉此優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。為了得到更全面的發(fā)泡成型分析結(jié)果，Moldex3D在即將發(fā)行的Moldex3D R15版本中，不但將原有的熱塑性材料之微細發(fā)泡成型(MCIM)分析功能，擴充至熱固性材料，更可進一步模擬發(fā)泡動力學(xué)。透過聚氨酯發(fā)泡模擬分析，用戶就能夠了解制造過程中，塑料在充填和發(fā)泡階段的動態(tài)行為。
以下是聚氨酯泡沫塑料制程的案例說明(圖一)。設(shè)定模溫為60 oC，入口塑料的溫度為30 oC。塑料剛開始會受到重力影響而開始充填，當(dāng)充填到模穴的四分之一時入口不再進料，并藉由發(fā)泡膨脹充滿模穴。在此過程中聚氨脂會因化學(xué)反應(yīng)釋出二氧化碳，熔膠的黏度也會因交聯(lián)反應(yīng)而提高。而其導(dǎo)致的放熱效應(yīng)，也會使模內(nèi)溫度增高，進一步使二氧化碳在相對高溫的狀況下不斷釋入熔膠中，直到模穴內(nèi)充滿聚氨脂泡沫為止。
圖一 聚氨酯發(fā)泡射出成型過程的流動波前
透過Moldex3D針對聚氨酯發(fā)泡新推出的仿真功能，用戶對熱固性塑料在充填和發(fā)泡階段的動態(tài)行能夠為有全盤的了解。此外，Moldex3D所提供的深入分析，也可幫助使用者避免重復(fù)試誤的過程，以省下可觀的時間和生產(chǎn)成本。
