這幾年隨著新能源汽車、電池、儲能、充電樁等領域的快速發展,一大批用于強電、弱電連接領域的新型塑膠零件開始逐漸增多；區別于傳統的純塑膠件、一般此類結構件是塑膠包裹銅板、銅片、襯套等，從結構上也不符合傳統塑膠領域的設計規范，具有壁厚不均勻、局部薄壁、局部厚壁、結構復雜的特點；產品一般使用的塑膠材料為含玻纖（>20%）的PBT\PPB\PA6\PA66等；此類零件給模具設計、CAE模流仿真分析、翹曲變形處理、全尺寸合規、現場科學試模等領域帶來了全新的挑戰。

    筆者在此領域從事仿真分析工作近10余年，為了讓后來者少走彎路，不踏坑，總結了一些在模流分析過程中的常見問題，拋磚引玉，與業內人士一起交流學習，總結如下：

1.軟件選型：

目前市場主流的商用的產品就是MoldFlow和Moldex3D兩款產品，，當然也有其他的產品比如SolidWorks Plastic，Insprie Mold等；

MoldFlow在塑膠領域名氣較大，在傳統的純塑膠件領域深耕多年，軟件應用流傳廣泛，雙層面分析技術的開創和引領著，但是被Autodesk收購后，最近10年的研發遲鈍，最近幾個版本的研發已經已經停滯；目前新的連接器領域使用的3D網格生成質量不佳，分析求解器的穩健性較差；

Moldex3D，一直堅持全3D網格分析，最近10年發展速度較快，特別是從2020版本開始，一直被詬病的前處理功能到2023版本已基本完成整合，3D網格生成質量較好，分析其解器穩健性較高，結果后處理較合理；

除過上述兩款，其他的產品，筆者測試都不太符合連接器領域的分析需求，也歡迎行內其他軟件公司此類產品與本人聯系，交流、學習、評測；

2. 3D模型處理

對于MoldFlow全3D網格需要將冷流道和產品求和，劃分網格后，重新指定冷流道區域，進澆口區域網格節點需要人工干涉加密，否則會網格粗大或者密度不足，導致分析異常。Moldex3D冷流道和產品不需要求和，流道和產品可以分開2個實體，澆口區域自動加密，但是目前對CAD模型的容錯性較差，復雜模型需要進行長時間修復；

細節要求:

1：薄壁區域去除，對于分析來說，筆者建議小于0.2mm的部分直接去除；

2：LOGO、小特征等去除；

3：嵌入件與塑膠求差，求差后，確認是否有薄片體；

4：倒角等網格直接忽略；

5：塑膠區域內無小孔、封閉穴等非設計區域空間；

6：求差后的塑膠模型，不要有線接觸；

……

3. 網格類型選擇: 

3.1 3D網格&雙層面

   筆者在實際應用過程中發現部分用戶仍然基于雙層面去分析新能源連接器領域的產品，對于含有嵌入件、玻纖、厚度不均勻的產品， MoldFlow 官方都不建議使用雙層面網格，所以對 于對于此類產品，建議使用全 3D 網格進行分析，對于冷流道，筆者不建議使用柱體單元，原因如下：

上圖所示，產品區域網格完全一致，使用柱體單元和冷流道分析充填過程；

上圖所示，冷流道使用3D網格分析不同充填時間的結果一致性沒有問題，而冷流道使用柱體單元的不同充填時間的充填趨勢不一致；這顯然與實際不符！

  對于一模多穴產品，冷流道也不建議使用柱體單元：下圖所示流動不平衡就是因為冷流道在充填過程中的剪切熱不平衡導致的，因為柱體單元不考慮剪切熱，所以如果想精確的分析所有穴位的充填平衡情況，冷流道就需要使用全3D網格；

基于以上所述，對于只適合3D網格分析的產品，冷流道都不建議使用柱體單元。

3.2 3D網格要求

在分析過程中，MoldFlow經常會出現以下提示：

層數不夠：（零件中線上有節點的層數不足警告）

個別節點異常警告：（尖刺、銳穴、巧合節點等警告）

出現這些警告時，都會對充填分析過程產生影響：

   如下圖所示，MoldFlow都可以正常運算，結果正常終止，但是在3D模型完全一致的情況下，得到了不同的充填分析趨勢！

   產生上述問題的原因是，網格質量導致的：如下圖所示，2個異常節點，導致結果異常；

  Moldex3D對于網格問題會在分析前進行檢查，質量不符合的不能進行分析；

3.3 3D網格劃分標準

  MoldFlow本身有3種3D網格生成類型：圖層改進、波前和舊版，但是這三種類型產生的網格對于大部分模型都會有警告提示，而且還能提交計算，對于沒有能力識別問題的用戶，可能會產生與實際差異較大的結果；

Moldex3D的網格劃分質量較高，一般情況下，只要順利生成，質量問題幾乎不用考慮，但是Molex3D對CAD模型的要求較高，會花費大量的時間處理3D部分；筆者建議的網格要求：

網格大小：<=平均料厚

冷流道網格層數>9層（一模多穴多個轉折需分析平衡的>20層）

塑膠產品網格層數>10層

  基于MoldFlow默認生成的網格質量較差，很難滿足要求（網格數目盡量少，網格質量高），在此筆者建議使用第三方專業網格工具（HyperMesh、ANSA等等）進行網格劃分；生成的產品網格和流道網格可以分開，對于一模多穴產品可以單獨對流道層數進行加密等優勢；（產品網格和流道網格孤立，可同時給MoldFLow與Moldex3D分析，對比分析結果時，可以排除網格不一致因素導致的差異）。

4.分析結果

筆者在多年的從業經歷中，遇到很多客戶或者審核人員用純塑膠的理念來分析評估連接器領域的零部件模流分析結果，有不少烏龍事件。所以對于此類產品，需要制定全新的前后處理評判標準，對于不同企業需要根據其產品特點制定不同的企業級標準。下面僅針對流動平衡性、鎖模力、流動前沿溫度、翹曲結果做一些結果應用說明。

4.1 流動平衡性

對于一模多穴流動平衡性，由于MoldFlow求解器計算穩健性不足，所以MoldFlow需要有更精確的網格（比如產品網格完全一致，流道網格盡量一致等，但是MoldFlow本省網格生成器基本滿足不了要求）；

 理論上當網格質量大于某個臨界值以后，網格數目增多不會影響充填趨勢，目前MoldFlow的充填趨勢受到網格的影響較大，如下圖所示：

上圖所示，網格不一致（2mm->1mm），對充填過程影響大；網格尺寸小于1mm后，偏差減小，所以需要對網格大小、網格一致性做控制，分析結果的質量才能保證；

 上圖所示，MoldFLow生成的網格，兩側產品網格一致性較差，導致兩側的充填趨勢不一致（雖然網格數目更多），使用第三方網格，控制了兩側產品網格完全一致，網格數目減少，而且充填趨勢一致，結果更精準；

筆者在多個算例中，已經明確證實了網格質量對充填過程的重大影響（后續的保壓、翹曲也連帶影響），所以目前基本不再使用軟件自帶的網格劃分工具；前處理網格劃分基本轉移到了第三方工具；無論是前處理網格劃分效率還是模流計算結果精度、準確性、重復性都得到了大幅提升。

通過上面兩個例子，也可以說明MoldFlow報告中，V/P切換時，流道平衡產品會出現壓力不一致的情況，這種情況從CAE分析理論很難解釋（現實中到容易，比如兩側的熱流道、溫度、光滑度等不一致等等），出現這類情況的根本原因就是因為網格質量（各塑膠產品網格不一致等）和求解器的穩健性（計算誤差控制不合理）導致！

4.2鎖模力

    對于純塑膠件雙層面網格，MoldFlow計算的鎖模力相差不大，但是對于3D網格，特別時含嵌入件的3D網格，MoldFlow計算的鎖模力一般都是偏大的，經筆者研究，應該是因為含有嵌入件以后，出現多層網格，MoldFlow多層投影面積沒有減去重復面積導致的；

上圖所示，MoldFlow鎖模力142Ton，Modlex3D 90Ton，MoldFlow結果偏大；

對于不含嵌入件，或者嵌入件投影面積較小的產品，兩者差異不大；

 

    上圖所示，嵌入件投影面積較小，MoldFLow 13.2Ton，Moldex3D 11.3Ton

   對于鎖模力結果，MoldFlow目前所有版本對含有嵌入件產品的結果偏大的問題已經在多個產品驗證（特別是嵌入件包裹面積大、重復多層的產品），選擇注塑機臺時，建議根據投影面積手動計算校核。所以DFM時不能盲目的相信軟件的計算結果。

4.3流動前沿溫度：

對于3D網格的流動前沿溫度，MoldFlow目前所有版本的分析結果都有問題，受網格的影響因素較大，當局部有薄壁區域時，很容易出現低溫區域；

產品模型完全一致，不同網格時，MoldFlow計算的溫度差異；

網格、材料、充填時間完全一致，MoldFlow流動前沿溫度差異大；

從上面的對比結果可以發現，3D網格計算的流道前沿溫度溫差較大，而且受網格的影響較大；相比較而言Moldex3D計算的結果溫差分布略小；所以對于此項分析結果MoldFlow的評判標準不能沿用雙層面的標準，應適當放寬；

4.4 翹曲分析結果

對于連接器領域零件，一般都不是外觀件，所以平常的塑膠件的一些外觀缺陷，一般情況都不太關注；此類零件最關注的就是產品尺寸，因為零件的厚度不均且構造不規則，產品的結構、材料、進膠點位置、嵌入件等都會對翹曲結果有潛在影響；

MoldFlow對于翹曲的影響因子有三個，結構、溫度、玻纖，對于含玻纖和嵌入件的產品，翹曲原因分析中溫度場不均的影響因子一般都很小，從筆者分析的上千個分析案例看，一般情況下翹曲結果因子：產品設計本身結構收縮的和玻纖分布各占50%左右；

Molded3D 2023版本對此類零件的翹曲分析做了增強，對于玻纖分布的影響因子分為了一致性影響和散亂性影響，對某些零件的翹曲計算結果更精確。

上圖網格、材料、工藝設置完全一致,翹曲分析結果趨勢、數值基本一致；

網格、材料、工藝完全一致，MoldFlow結果與實際嚴重不符，Moldex3D結果接近；

網格、材料、成型工藝完全一致，

Molde3D 2023翹曲增計算增強版結果大，MoldFlow結果較小；（待驗證）

翹曲分析結果，對于大部分零件，兩個軟件計算的趨勢、數值沒有太大的差別；但是對于玻纖排向因子影響較大的零件，Moldex3D 2023翹曲求解器做了增強，對于某些零件計算結果更精確，這已經在實際中已得到部分驗證；

翹曲分析結果的精準度對前期模具設計和后期試模修正和改善方案也有重大指導意義，所以此項結果企業需要基于產品特點、材料、注塑設備等做大量的工程經驗積累和標準化。

總結:

綜上所述，對于新能源領域新興的連接器、塑膠件等零件，無論是產品設計過程，還是模具設計、工藝、仿真、結果評判等業內都還需要長期的技術、經驗積累；

在仿真分析領域，筆者認為，軟件的網格劃分、工藝設置、結果后處理、分析報告、現場試模匹配等都需要在企業內部進行大量標準化工作，需要在最大程度上保證結果的準確性、一致性；只有這樣才能在前期指導模具的設計工藝，后期指導模具改善；假如分析結果本省都存疑或者根本不準確，那對于模具的設計工藝、改善就是在朝著錯誤的道路指引，勢必會影響模具的開發周期和成本；

目前的模流仿真分析也不能只僅僅停留在前期的模具設計方案階段，需要進一步的與現場的實際試模過程相結合，指導試模過程，有效減少線下科學試模的次數，減少試模成本、縮短開發周期，將模流分析的結果價值最大化！

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