大綱

每個產業都有其特有的挑戰，但是共同的目標不外乎為提升機器生產時間、減少維護成本、提高安全性、節約能源和降低持有成本等等。身為各主要產業設備制造商及終端用戶的技術伙伴，SKF在各領域具有數十年的豐富專業，不只提供產品，更以整合性的解決方案協助客戶達成目標。

本案例中，SKF傳感器中的電子組件為防止液體滲入和保護機體，必須要適當的密封，密封方式包括灌封或包覆成型等。SKF透過Moldex3D進行電子組件、連接器、纜線和印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)嵌件的包覆成型制程分析。

挑戰

• 減少重復修改設計和打樣次數

• 比較模擬與實際試模結果，找出缺陷并優化產品

• 縮短產品研發周期

解決方案

SKF以Moldex3D Designer建構產品的BLM網格模型，后續并進行模擬分析。此外Moldex3D技術支持團隊也提供很大的幫助，在短時間內提供有效的解決方案。由于SKF產品中包括電子組件、纜線和連接器等多項對象，因此要獲得良好的產品質量，實為一大挑戰。Moldex3D團隊所建議使用的BLM技術，成功幫助SKF達成目標。

效益

• 成功優化制程參數

• 找出缺陷并提出修改設計及制程設定的改良建議

• 根據仿真結果，找出影響產品質量的原因

案例研究

第一階段目標為進行單模穴的低壓包覆成型模擬，并查出原先的制程設定是如何造成產品設計和制程上的缺陷。仿真結果必須要與實際制造的產品相符合。第二階段的目標則是進行包覆成型的流變研究，以了解同時進行同一產品中兩個塑件嵌件成型的可行性，并找出最佳的注塑位置、流道和澆口設計，以及冷卻水路尺寸等。第一階段所發現的產品缺陷，也必須在此階段完成修復。

SKF技術中心利用Moldex3D Advanced解決方案模擬原始設計的成型條件。首先建構小型電子組件和模穴的BLM網格模型，接著透過Moldex3D模擬結果，發現澆口位置導致部分區域出現充填問題；在肉薄處則發生流動遲滯現象。同時也發現成型過程中，電子組件內部會有殘留應力。SKF根據以上的結果，優化制程參數，以更低的成型壓力獲得更佳的生產周期。

第二階段的雙模穴設計上，改變了澆口型態及位置，并根據第一階段觀察到的缺陷，修改流道系統尺寸和設計。在比較多種變更的模擬結果后，找出最佳設計，并發現與原始設計相比，變更后的設計使流動變得更順暢、消除了遲滯現象(圖一)；溫度、壓力和熱殘留應力也能順利獲得控制。制程經優化后獲得最佳生產周期、降低成本及低成型壓力。

圖一 原始設計(左)的流動分布不平均，且部分區域有流動遲滯現象，例如連接器部分。
設計變更為兩個澆口后(右)，可發現流動較為平均，遲滯現象也幾乎消失了。

SKF借助Moldex3D模擬原始設計，并根據觀察到的結果進行制程和設計的變更；同時也透過實際制造，發現原始設計的模擬結果和真實情形相當一致(圖二)。設計變更之后，Moldex3D分析結果顯示，不但改善了原始設計的問題，也縮短了生產周期、降低制造成本；其實際試模結果也同樣與模擬結果相符。

圖二 原始設計的模擬結果發現凹痕(左)，產品打樣結果也出現同樣的情形(右)，二者有高度一致性

結果

透過Moldex3D的分析，SKF能夠在打樣和制造前就清楚了解制程參數影響下的流動行為、預測潛在缺陷，藉此省下可觀的產品研發周期。Moldex3D所提供的精準分析，也經由實驗獲得證實。SKF技術中心因此得以優化制程參數、揪出造成產品缺陷的原因并順利修復。