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流動分析更簡單 準確度卻不打折
 

【作者: 科盛科技】   2015年06月23日 星期二

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模具可製造性設計(Design for Manufacturing, DFM)是指在模具設計的早期階段,設計者充分收集與匯整模具製造相關訊息,考慮產品製造過程中的影響因素,包括:流動平衡、結構應力、裝配公差…等,並利用這些資訊評估模具的可製造性,提高開模成功率。透過評估模具的可製造性,在射出成型製程初期,模具設計者可以提前進行設計變更與優化,來符合生產目標,如:節省成本、輕量化或是節能減碳等。


以傳統模具設計流程而言,針對較複雜的產品,在模具設計初期,必須先決定澆口數目和位置,並將整體流道系統繪製完成,交由模流分析軟體分析後,才能確認進澆系統是否可以達到流動平衡。確認完成後,才會進行模座設計,包含:冷卻水路或是頂出配置。因此,流動平衡在模具可製造性設計中,扮演決定性的角色。


為滿足產品設計初期檢討可製造性的需求,在新一代的Moldex3D R13版本中,使用者毋需繪製出完整流道系統,只需指定澆口位置,就可快速進行流動分析。這項突破性的改善,不但大幅提升模擬分析的前處理效率 在流動平衡分析的模擬準確度也獲得優化。


這項流動分析前處理優化是基於Moldex3D在完整進澆系統分析的三維數值核心,遵循使用者設定的進澆條件,並依據各個澆口間的能量守恆原理,於充填分析過程中進行動態調整,確保模擬分析精度與建置完整進澆系統相同。如此一來,便省下了流道系統的分析時間,且能快速評估最適澆口數目與澆口位置,進而減少後續的疊代設計。


以下以手機殼產品為例 (圖一),進行完整進澆系統分析流程與Moldex3D快速解決方案新版簡化流程之比較。



圖一 :  手機殼案例以及其澆口位置與厚度分布
圖一 : 手機殼案例以及其澆口位置與厚度分布

如圖二所示,左圖為完整進澆系統分析流程,設計者需依澆口位置建置出完整流道系統;右圖為Moldex3D新版簡易流程,省略掉流道系統建置而直接進行模擬分析。從分析結果可觀察出,簡化流道系統的分析,對澆口位置貢獻度的模擬結果,準確度相當接近建有完整流道系統的專案分析。



圖二
圖二

圖三 :  傳統分析結果(上圖)與Moldex3D快速解決方案分析結果(下)比較
圖三 : 傳統分析結果(上圖)與Moldex3D快速解決方案分析結果(下)比較

除了可簡化流道系統進行分析外,Moldex3D快速解決方案還可幫助使用者提高澆口設計的效率。以常見的車內飾件設計分析結果為例 (圖三),透過Moldex3D所開發的快速分析解決方案,使用者可從分析結果中觀察到各澆口區的流率分析歷程,流動效益較差的區域,進而調整澆口位置,優化流動平衡性。



圖四 :  Moldex3D快速分析解決方案的分析結果,可呈現各澆口區的流率分析歷程
圖四 : Moldex3D快速分析解決方案的分析結果,可呈現各澆口區的流率分析歷程

模擬分析結果可協助模具設計者了解模穴內的熔膠流動行為、預測潛在的成型問題,以預防產品瑕疵或變形,同時還可快速地協助驗證設計變更,以利模具設計者決定最佳塑件設計與加工條件。而Moldex3D快速解決方案,為設計者省下流道系統建置時間,同時又可維持高分析準確度。當使用者必須進行澆口位置的設計變更時,此解決方案可成為模具設計最佳化的輔助工具,大幅省下每次設計變更需耗費的模擬時間成本。除此之外,其計算效能的提升,也能協助使用者更快速地預測與分析問題,提升速度和品質。


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