1. 產品說明

 

• 模腔配置: 一模四腔
• 產品尺寸: 57 X 25 X 27 mm
• 模具設計重點: 產品左右兩側以滑塊成型，滑塊行程及滑塊大小會限制模具尺寸，在成型考慮下，希望鋁液能夠同時進入四個模腔， 希望以 FLOW-3D (x) 對流道尺寸設計優化。

2. 模具規劃

根據滑塊行程及滑塊/鎖緊塊等零件的尺寸大小， 先完成模具配置圖，由于滑塊位置跟行程已經限制了模具尺寸大小，因此進料點的位置就限制不動，不再更改。

本案例是使用NX進行繪制，FLOW-3D (x) 能夠直接讀取NX的圖檔，作為優化的參考。

3. 流道設計

 

FLOW-3D (x) 能夠直接讀取 NX 的prt圖文件，直接抓取特征參數并且進行計算，因此在流道設計時我們做了一些修改，改以拉伸+左右偏置尺寸建立流道的基本厚度 (后面再加上拔模以及圓角特征)，這樣是為了減少圖面建立時可能發生的錯誤。

FLOW-3D (x) 讀取NX的prt圖檔并沒有任何限制，只要是圖面特征 (包含草圖特征)，都可以放到程序內進行優化計算。

4. 操作流程

5. FLOW-3D 基本設定

為了減少計算量，采用圖面左右對稱的方式進行計算。

以下為設定重點：

• NX 的 prt (runner.prt + runner.stl) 必須與其他圖面 cavity.stl 放在同一個 FLOW-3D 目錄下
• 設定鑄件中心為對稱
• 在流道入口端建立兩個 flux surface。分別是 flux surface 1 & flux surface 2
• 計算結果會抓取通過 flux surface 的流量

6. FLOW-3D (x) 設定

Workflow

以下針對上圖進行說明

1) EXCEL node

由于在NX的圖文件特征建立時，單一流道的偏置量為兩個數值 (+X及-X)之為了簡化后續的計算，因此利用 EXCEL node 做數據簡化。

利用EXCEL 表，讓兩組輸入值變成四組輸出值。

D2=A2。D3=-A2

E2=B2。E3=-B2

這樣在后續進行優化計算時，就可以輸入兩組數值，轉出四組數值。

2) NX part node

FLOW-3D (x)能夠直接加載 NX 的 prt檔，并且讀取所有的特征(包含草圖特征)。將需要填入的數值放到 input端，輸出端則是改成 stl 圖檔，NX part node 就能夠讀取參數，輸出正確尺寸的 stl檔給 FLOW-3D 執行。

3) FLOW-3D Simulation node

FLOW-3D simulation node 可以加載 prepin檔，將 runner.stl 拉到 input選項，這樣 FLOW-3D simulation node 就能夠自動加載不同的圖并且進行執行。

4) FLOW-3D post-processing node

FLOW-3D post processing node 可以讓用戶挑選需要做評估的結果，以這個案例來說，用戶需要截取 1.4e-02 秒以及 8.4e-03秒 通過 flux surface 1 與 flux surface 2 的流量大小，再將這四組數據丟給后端執行。

5) Math node (Calculator)

 

利用 Math node 做數據整理，制作兩個方程，分別是 flux surface1 的流量差值以及 flux surface2 的流量差值，只要確認兩者的數值越小，結果應該就會符合期待。

將所有的 node 以箭頭連接， R代表輸入數據，總共有兩個參數，分別對應到流道的偏移量，V代表輸出數據，分別代表兩個不同時間點，通過 flux surface 的流量差

7. FLOW-3D (x) 執行

當 workflow 設定完成后，就可以執行 FLOW-3D (x)，首先先建立 Task

• 輸入項: 偏移量設定為 4~8 的實數變化
• 輸出項: 設定為 minum
• Budget(s): 設定執行組數
• Save options: 設定將所有的結果全部儲存

20組結果會全部儲存在項目的目錄下，較佳的結果會以綠底白字的方式顯示。

將執行后的數據做整理，其中黃色列為表現較佳的結果。

將較佳的整理圖面如下，再以人工判讀，item16 會比其他幾組來的好。

最佳結果 vs 最差結果

• 最佳: item16
• 最差: item13

8. 結論

1) 利用 FLOW-3D (x) 搭配 CAD 的特征進行優化參數調整，可以讓用戶省下每次單獨調整尺寸、更改圖、建立配置文件、整理結果的時間。用戶只需要建立合適的工作流程，就可以讓計算機來完成優化參數調整的工作。

2) 用戶可以根據經驗，建立自己的工作流程，以這個案例來說，如果一開始設定多個位置的 flux surface 來判斷流量，改以最小標準偏差來協助尋找優化數值，也是新的做法。

3) 利用 FLOW-3D (x) 減少用戶枯燥的反復設定，提升工作效率，這是全新的設計流程，也能讓軟件的功用發揮到極限。