CAE模流分析101招-第 37招、產(chǎn)品設(shè)計(jì)之厚度篇~【肉厚影響篇】

▎Moldex3D/林秀春 協(xié)理

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【內(nèi)容說明】

產(chǎn)品厚度設(shè)計(jì)會(huì)影響模穴內(nèi)流動(dòng)的趨勢，而透過模流 軟件掌握精確的分析網(wǎng)格就能掌握正確的分析結(jié)果 （如圖1）

圖1：精確的分析網(wǎng)格

并決定產(chǎn)品肉厚值，以藉此改善射出流 動(dòng)所造成的問題，如結(jié)合線、包封、流動(dòng)不平衡等。 在開模實(shí)驗(yàn)中，不同肉厚設(shè)計(jì)的流動(dòng)情況也不相同 （如圖2）。

圖2：開模實(shí)驗(yàn)不同厚度的流動(dòng)情況

此外，不同肉厚的模流熱傳情形（如圖3） 也不同。

圖3：不同肉厚的模流熱傳情

肉厚對流動(dòng)的影響：產(chǎn)品壁厚區(qū)域因熱傳較慢流動(dòng)溫度較高，流動(dòng)阻力較 低，是塑料流動(dòng)時(shí)會(huì)先選擇的路徑；而產(chǎn)品壁薄區(qū)域 則相反，因熱傳快、溫度下降快，流動(dòng)阻力較大，容 易造成短射或滯流現(xiàn)象。因此壁薄區(qū)域一般是模流較 為敏感而不易控制的區(qū)域。

 

圖4：CPU Socket 不同肉厚的產(chǎn)品流動(dòng)波前速度差異分布

舉圖4、5、6、7的軟件 分析與現(xiàn)場試模短射圖為例，從中都可以得到以下經(jīng) 驗(yàn)，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身的肉厚值分布不同，造成的流動(dòng) 波前速度差異會(huì)明顯有領(lǐng)先與落后現(xiàn)象。厚度設(shè)計(jì)差 異越大，流動(dòng)的速度差異越明顯，厚壁區(qū)快速填滿， 而薄壁區(qū)則呈現(xiàn)停滯現(xiàn)象，且容易有短射或包封的問 題產(chǎn)生。

案例說明與分析：
圖 4 為 CPU Socket，是電腦主板上用于固定 CPU，并導(dǎo)通電氣訊號的一種高精度插槽，在插孔數(shù)、 插座體積與形狀上都有很復(fù)雜的設(shè)計(jì)。因插孔數(shù)越來越多，而厚度設(shè)計(jì)值越來越薄，故分析難度頗高。其 流動(dòng)分布模擬與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)短射，鏈接器產(chǎn)品設(shè)計(jì)因要 求高傳輸速度，故孔洞越來越多，且產(chǎn)品尺寸越來越 小，厚度設(shè)計(jì)趨?。?條、10條不等），因此觀察流 動(dòng)區(qū)域的領(lǐng)先與落后現(xiàn)像非常重要，因?yàn)轭I(lǐng)先與落后 只要相差數(shù)格便決定了端子插入是否會(huì)龜裂。

圖5：汽車連接器不同肉厚的產(chǎn)品流動(dòng)波前速度差異分布

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圖6：NB連接器（用于連接接頭的插槽）不同肉厚的產(chǎn)品流動(dòng)波前速度差異分布

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圖7：NB連接器（用來插記憶卡的插槽）不同肉厚的產(chǎn)品流動(dòng)波前速度差異分布

結(jié)果與討論： 根據(jù)這些圖例，我們可以發(fā)現(xiàn)淘肉厚很重要，但要在 對的區(qū)域淘才行。模流分析軟件可以提供多組設(shè)計(jì)的 分析數(shù)據(jù)讓設(shè)計(jì)者參考，以掌握合理的肉厚設(shè)計(jì)值， 并決定整個(gè)產(chǎn)品組合性的參考結(jié)果，使設(shè)計(jì)者能快速 做出正確的決策。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)須注意的重點(diǎn)如下：

? 產(chǎn)品厚度設(shè)計(jì)局部增加肉厚（加厚可以改變流動(dòng) 波前）

? 產(chǎn)品厚度設(shè)計(jì)局部淘除肉厚（淘料可以改變流動(dòng) 波前）

? 纖維配向性（影響變形趨勢與結(jié)合線強(qiáng)度），以 減少翹曲變形

? 多模穴的流動(dòng)不一致，造成每穴重量不同，使產(chǎn) 品的尺寸與質(zhì)量出現(xiàn)差異，導(dǎo)致需要稱重并檢驗(yàn) 每個(gè)產(chǎn)品。

? 模穴內(nèi)流動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)領(lǐng)先與落后的流動(dòng)(Leading and lagging behind)會(huì)產(chǎn)生二股的結(jié)合溫度有高 低溫差情況，容易使結(jié)合線強(qiáng)度降低，造成端子 插入時(shí)出現(xiàn)產(chǎn)品斷裂的現(xiàn)象。■