客戶(hù)簡(jiǎn)介

                客戶(hù)：廣州今宏信息科技有限公司

• 產(chǎn)業(yè)：電子業(yè)

• 解決方案：Moldex3D eDesign

• 國(guó)家: 中國(guó)

 廣州今宏是今明科技集團(tuán) (Jinming Group) 企業(yè)成員之一，專(zhuān)注于企業(yè)信息化服務(wù)。廣州今宏專(zhuān)注的領(lǐng)域包括CAD/CAM/PDM軟件解決方案及咨詢(xún)服務(wù)、模具成型分析解決方案與外包服務(wù)、客戶(hù)化與咨詢(xún)服務(wù)、設(shè)計(jì)與制造流程一體化。(來(lái)源: http://gdcad.com/about/ )

大綱

家電外觀件對(duì)尺寸精度與表面光潔度要求較高；若家電產(chǎn)品的平整度不佳，將影響到后端產(chǎn)品裝配，因此控制變形量是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要關(guān)鍵。為了優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和成型參數(shù)，避免上述成型問(wèn)題，業(yè)界已廣泛使用模流分析軟件進(jìn)行生產(chǎn)前的仿真分析；其中家電、機(jī)殼產(chǎn)品、3C產(chǎn)品為主的廠商，更將模流分析視為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化流程。廣州今宏公司借助Moldex3D仿真分析，針對(duì)家電產(chǎn)品「播放器前蓋」(圖一) 進(jìn)行設(shè)計(jì)變更與成型參數(shù)優(yōu)化，成功幫助客戶(hù)改善產(chǎn)品變形問(wèn)題，并縮短成型周期，達(dá)到節(jié)省材料與成本。

圖一  本案例為播放器前蓋，其尺寸外觀與精度要求甚高

 挑戰(zhàn)

• 產(chǎn)品收縮率分布不均勻，導(dǎo)致嚴(yán)重翹曲變形

• 成型周期過(guò)長(zhǎng)

• 產(chǎn)品光澤面不能有縫合線、凹陷等外觀缺陷

解決方案

使用Moldex3D eDesign仿真解決方案，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造初期掌握變形程度，以模擬結(jié)果為設(shè)計(jì)變更與優(yōu)化制程參數(shù)的方向，成功改善產(chǎn)品變形問(wèn)題，縮短成型周期。

效益

• X軸方向的變形量降低近40%、Y軸方向變形量降低45%、Z軸方向變形量降低了3%，成功達(dá)到產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定度的要求。

• 成型周期從35.2秒縮短為29.5秒，減少了5.7秒的成型周期，有效提升效率。
節(jié)省50％修模成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

案例研究

首先經(jīng)由Moldex3D模流分析軟件分析，得知該產(chǎn)品有充填流動(dòng)不平衡的問(wèn)題，導(dǎo)致保壓不均勻、體積收縮不良產(chǎn)生變形；透過(guò)軟件的翹曲變形仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品在X方向呈現(xiàn)V形變形趨勢(shì)　(圖二)，可能導(dǎo)致日后組裝困難。另外，Moldex3D保壓仿真分析結(jié)果顯示，產(chǎn)品的保壓溫度分布幾乎都在凍結(jié)溫度(135°C)以上，代表保壓時(shí)間十分充足，可嘗試減少保壓時(shí)間。分析還顯示冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，因此希望藉由降低保壓與冷卻時(shí)間，改善成型周期過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題。

圖二  X方向呈現(xiàn)V形變形趨勢(shì)，可能發(fā)生組裝困難

圖三  澆口已凍結(jié)，說(shuō)明保壓時(shí)間已經(jīng)足夠，可以嘗試減少保壓時(shí)間

針對(duì)Moldex3D的模擬預(yù)測(cè)結(jié)果，開(kāi)始進(jìn)行原始設(shè)計(jì)(Original 1)設(shè)計(jì)優(yōu)化，希望改善流動(dòng)不平衡及縮短成型時(shí)間。由于原始設(shè)計(jì)的兩點(diǎn)進(jìn)澆方式導(dǎo)致流動(dòng)不平衡，使產(chǎn)品出現(xiàn)收縮不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此改為單點(diǎn)進(jìn)澆，并選擇在產(chǎn)品中間位置進(jìn)澆(圖四)。同時(shí)，也進(jìn)行保壓時(shí)間(8.7秒-7秒)與水溫溫度(55°C-25°C) 兩個(gè)制程參數(shù)優(yōu)化，以利縮短成型周期。

完成設(shè)計(jì)變更組1后，再次利用Moldex3D進(jìn)行模擬分析后，獲得以下結(jié)果和結(jié)論：

• 降低了水溫，使溫差增大，冷卻效率提升且冷卻時(shí)間縮短，但公母模溫加大，也提升翹曲變形可能性。

• 改變進(jìn)澆位置無(wú)法改善翹曲變形，再加上采用低模溫可能使翹曲加大，因此改采修正產(chǎn)品肉厚方式進(jìn)行第二組設(shè)變。 

圖五  設(shè)計(jì) 變更組 1(右)總翹曲變形量比原始設(shè)計(jì)(左)稍大

由于產(chǎn)品兩側(cè)肉厚不同，導(dǎo)致流動(dòng)行為與體積收縮不均，即使進(jìn)行設(shè)計(jì)變更組1，產(chǎn)品變形也無(wú)法獲得明顯改善，因此修正產(chǎn)品肉厚設(shè)計(jì)為下一步主要的變更方向。

設(shè)計(jì)變更組2(Revised 2)沿用原始設(shè)計(jì)組的兩點(diǎn)進(jìn)澆方式，進(jìn)澆位置也保持一致，水溫則調(diào)整為25°C (同設(shè)計(jì)變更組1)。第二次的設(shè)計(jì)變更主要方向?yàn)樾拚^厚的一側(cè)，減少0.15 mm 厚度(圖六)，同時(shí)保壓時(shí)間再降低為5秒，而冷卻時(shí)間由原先20秒降低為18秒。

圖六  原始設(shè)計(jì) vs. 設(shè)計(jì) 變更組 2產(chǎn)品厚度比較

完成設(shè)計(jì)變更后進(jìn)行模擬分析，獲得以下結(jié)論：

• 三種設(shè)計(jì)變更組都能滿(mǎn)足客戶(hù)在表面質(zhì)量的要求，在產(chǎn)品主要外觀上不會(huì)出現(xiàn)縫合線與包封問(wèn)題(圖七)。

• 修正產(chǎn)品肉厚和調(diào)整冷卻水溫為25 °C后，能夠有效改善冷卻效果與縮短冷卻所需時(shí)間(圖八)

• 保壓時(shí)間降至5秒，比原始成型時(shí)間減少了7秒(圖九)。

• 設(shè)計(jì)變更組2的翹曲變形量獲得顯著改善(圖十) 。

圖七  以上三組的縫合線和包封分布都能滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求，杜絕主要外觀上產(chǎn)生明顯缺陷

圖八  比較三個(gè)設(shè)計(jì)方案 的模流分析 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)變更2在減少冷卻時(shí)間上，效果最佳

圖九  產(chǎn)品保壓溫度分布在凍結(jié)溫度(135°C)以上區(qū)域。由分析結(jié)果得悉，
保壓時(shí)間5秒左右已足夠， 故設(shè)計(jì)變更組 2為最優(yōu)的設(shè)計(jì) 

圖十  由模擬分析結(jié)果得知設(shè)計(jì) 變更組 2的變形量值最小，且體積 收縮問(wèn)獲得 有效改善

由此可知藉由Moldex3D模擬分析，可以精準(zhǔn)掌握最適化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與成型參數(shù)，有效改善產(chǎn)品變形問(wèn)題，縮短成型周期。

結(jié)果

透過(guò)Moldex3D分析，進(jìn)行產(chǎn)品肉厚變更與優(yōu)化成型參數(shù)，成功降低40%變形量，達(dá)到尺寸穩(wěn)定度要求，并且減少5.7秒的成型周期，有效提升生產(chǎn)效率。另外在修模成本上費(fèi)用降低了近50%(表一)，驗(yàn)證充分利用模流分析不但能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，還能降低生產(chǎn)成本。