大綱

助聽器是屬于體積小且精密的產品，在這個案例中，Widex 使用Moldex3D eDesign 來評估不同塑件上的澆口位置和厚度設計，并藉由Moldex3D 協助偵測充填階段的流動行為和降低凹痕和翹曲帶來的不良影響。為了達到設計優化，Widex在試模前先使用Moldex3D 軟件充分了解整體分析結果，確保修改過后的澆口位置能更有效地改善體積收縮不均的情形，并且精準預測翹曲可能性。

挑戰

• 復雜的幾何和模型

• 維持良好的尺寸公差

• 良好的表面處理

• 易流動材質

• 小且精細的物質

• 多材質射出(塑料、鐵和橡膠)大幅增加成型困難度

解決方案

Moldex3D eDesign 提供簡單且快速的網格成型技術，使用者在短時間之內即可完成多個模具設計和驗證，其真實三維模擬技術可進行縫合線、體積收縮或是翹曲…等多項分析，協助Widex有效精準預測潛在問題。

效益

Widex使用Moldex3D eDesign采取澆口設計變更達到了以下效益：

• 降低開發時間和成本

• 減少模具修改次數，縮短上市時程

• 降低翹曲和凹痕發生，擴大制程容許度或使用較難處理的材料來提升產品質量。

• 大幅節省開發周期和原料成本

這是一個多材質助聽器設計的案例，涵蓋電池蓋、電池連接器以及上蓋。電池蓋是由多個薄且彎曲和一個黃色外層殼塑件所組成(如圖一所示)，因為縫合線和凹痕易發生于上述位置，必須使用Moldex3D eDesign在塑件上建立澆口和流道并進行三維運算，提前模擬驗證以解決成型上種種不良問題。

圖二  使用Moldex3D完成三個澆口位置設計變更以及預測縫合線區域

圖表二顯示三個不同的澆口位置設計，圖一至圖三分別為原始設計、設計變更二和設計變更三；設計變更三是綜合設計一和設計二的結果。模流分析結果顯示設計變更二會導致產品關鍵的的地方出現一條縫合線，其機械性質均會降低，因此產品設計上無法接受。

原始澆口設計一顯示需要導流道但是縫合線位置可接受，但是體積收縮非常的高且有嚴重的凹痕問題(見圖三)，再加入第二個澆口后，縫合線的位置雖然還是存在，但是體積收縮最大值已在可接受范圍(見圖四)。

電池連接器的成型問題在于鐵嵌件無法置中(見圖六)，靠近澆口附近的鐵嵌件旁有毛邊現象(如圖五所示)代表如果充填不平衡的話，鐵嵌件會遷移。經過Moldex3D仿真顯示充填階段在澆口附近的充填壓力過高(如圖六所示)，進入模穴內的熔膠因為在鐵嵌件底部流動，因此會稍微移動鐵嵌件并導致嵌件向上。 

圖五  澆口附近毛邊現象

圖六  Moldex3D分析預測澆口附近有高充填壓

至于上蓋部分，主要的問題在如何控制導致凹痕和翹曲的收縮問題，Widex使用Moldex3D進行多項設計變更(見圖七)，并成功改善凹痕問題(圖八)，更可精準預測翹曲發生。

圖七  使用Moldex3D翹曲分析進行不同厚度設計變更

圖八  使用Moldex3D進行不同的設計變更，結果顯示體積收縮明顯獲得改善