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複雜幾何不是問題 Moldex3D前處理工具一手搞定
 

【作者: 蔡耀震】   2020年10月29日 星期四

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幾何複雜的塑膠產品的模流分析前處理往往非常複雜及耗時,原因有下列幾點:


1. 從設計廠、模具廠、代工廠到組裝廠等,不同CAD軟體輸出的幾何檔案不盡一致,客戶拿到的幾何檔案已經過多次轉檔,容易有幾何缺損問題。


2. 除了可能因幾何缺損而產生不良的網格之外,若幾何產品的特徵複雜,也會造成尖角網格、細長導圓角網格等問題,使得網格品質不佳,不適合運用於模流分析。


3. 有些精細的模具設計,會運用複雜的流道或水路來提升射出成型的成功率及品質,這類流道水路設計無法用一般前處理線架構來模擬,需要直接運用流道水路的幾何模型。


一般而言,碰到上述問題時,使用者除了需要修復幾何與網格,還要修改幾何水路的設計來滿足網格製作所需要的條件,例如使進出水口可以貼在模壁上。這些前處理都需要花費許多時間,才能產生適合進行模流分析的網格檔案。


為了減輕前處理的負擔,Moldex3D Studio持續強化前處理技術,並提供多項前處理工具讓使用者能更有效率的進行幾何及網格的處理。以下為主要的重點項目:


修復幾何工具


新增幾何修補頁籤及幾何缺陷樹狀表,提供幾何修補工具,簡化處理幾何流程。



圖1 : 新增幾何修補頁籤、幾何缺陷樹狀表及CAD功能
圖1 : 新增幾何修補頁籤、幾何缺陷樹狀表及CAD功能

「自動縫合」與「縫合」


Moldex3D 2020版本中,提供了兩種不同的功能來執行「縫合」。一是過去已有的「自動縫合」,利用使用者自訂的閥值對全域的幾何自由邊(free edge)來修復。新增的「縫合」可指定邊來做縫合;針對不同位置的自由邊迴路,可用不同的容忍度縫合。


刪除面與填充面


要將有問題的幾何面重建成品質較好的曲面,Moldex3D提供刪除面與填充面功能。其中使用填充面需要選取曲線或幾何的邊(一般需要2~4邊),因此Studio在工具頁中提供更多曲線功能如萃取邊曲線、合併曲線及橋接曲線,來協助使用者整理曲線資料以建立曲面。


以圖2為例,當導圓角面有缺損時,先刪除問題曲面,由於自由邊數目大於四條,因此萃取邊曲線後進行合併曲線及橋接曲線的整理,最後運用填充面功能將曲面重建完成。



圖2 : 新幾何工具的應用範例
圖2 : 新幾何工具的應用範例

幾何及網格缺陷導覽器


在幾何缺陷樹狀表以及網格缺陷樹狀表中,新增項目導覽器(圖三左圖),可快速在不同缺陷間切換,並放大缺陷位置。針對複雜幾何有龐大網格數量時,可協助使用者快速找出缺陷位置所在,方便進行修復。


Studio並增加表面網格干涉檢查功能,將嚴重的表面網格干涉標示為錯誤,使用者必須確認並修復好這些嚴重干涉網格後,才能繼續建立實體網格。如圖3右圖,模板沒有挖除水管通道造成嚴重干涉,就會被網格缺陷樹找出來。



圖3 : 缺陷樹的網格偵測瀏覽器及網格缺陷樹的干擾偵測功能
圖3 : 缺陷樹的網格偵測瀏覽器及網格缺陷樹的干擾偵測功能

混搭水路


Studio支援曲線及幾何混搭水路,讓使用者可以在水路系統複雜的部份,直接使用幾何水路做模擬,在其他部分用線架構水路。Studio同時具備可描述複雜水路的能力,以及彈性修改線架構水路的能力,例如進出水口貼齊模壁,以正確產生模座網格。



圖4 : Moldex3D Studio
圖4 : Moldex3D Studio

除此之外,Moldex3D Studio也將提升多項水路相關功能,包括自動整理及顯示水路迴路群組、調整水路系統檢查項目以標示重要缺陷,並強化自動找進出水口功能。


Moldex3D Studio 2020提供多項前處理工具讓使用者能更有效率的進行複雜幾何及網格的處理。包括多個曲線及曲面工具,方便修復幾何缺陷;幾何及網格缺陷導覽器,快速查找缺陷位置;水路功能強化,支援混搭水路、自動整理水路迴路群組及自動找進出水口等。Moldex3D全面提昇前處理能力,將有效協助客戶處理複雜產品的前處理網格製作,節省更多時間及人力。


(本文作者蔡耀震為科盛科技產品處經理)


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