汽車零件3D設計
關注創建者：來meisu 創建時間：2021-07-22
汽車零件3D設計的視頻教程
CATIA-Lattice Designer
在高性能零件中設計柵格結構(從概念到詳細設計)從而實現結構驗證并輸出3D打印機可讀格式
1.10 CATIA-Lattice Designer 在高性能零件中設計柵格結構(從概念到詳細設計)從而實現結構驗證并輸出3D打印機可讀格式 1、新的Lattice Desiqner角色能夠對以前無法實現的復雜點陣結構進行念和詳細設計，以生成可使用增量制造生產的輕型零件。
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汽車零件3D設計的實例教程
挑戰
水洗板設計需要兼顧以下成型重點：強度足以承受重物、輕量化、平整度。
解決方案
藉由 Moldex3D 模流分析的輔助，調整產品幾何及厚度分布設計，使變形量達到最小，另外經由分析發現此產品可藉由模溫有效控制其變形量，而達到平整度的要求。
效益
有效達到減少人力及物力等相關成本。有助于發展內裝設計結構輕量化及縮短設計及開發的時效性。
Moldex3D 接口友善及 icon 清楚有條理的特質，使得身為此套軟件初學者也能輕松上手
科盛與臺灣裕隆最早的源起可追溯到十多年前，現任裕隆日產副總李俊忠即與國立清華大學 CAE 研究室合作，期間陸續進行多項模流分析之案例委托，產品含括車燈、儀表板及保險桿等汽車零件。當時的臺灣經濟快速起飛，汽車市場規模達到 40 萬臺，裕隆汽車已開始汽車制造，并積極培育本土汽車設計人才。
開發產品時，除了外觀及功能上的考慮外，產品的結構強度也是一重要課題。就注射件而言，還有另一項相當重要的考慮，就是成型性。由于產品的幾何及厚度分布影響結構強度以及注射成型的性質，因此，單方面考慮其中一項是不足夠的。透過模流分析排除產品在成型時可能的缺陷，再以結構分析確認產品的機械性質，可使產品無論在生產或應用上，都能在設計者要求的規范內，確保質量。
此次主要參與計劃人員即為裕隆日產內裝設計工程師林華龍先生。林華龍先生專職于汽車內裝設計部門，針對儀表板、乘客座、行李箱等進行設計開發的工作。水洗板一案透過 Moldex3D 的精密計算，在開發過程階段即預測出產品問題點并給予正確的方向建議。此次成功的合作，讓裕隆日產對 Moldex3D 軟件有更深一步了解并且決定將此套軟件正式的導入至裕隆日產。林先生表示，Moldex3D 接口友善及icon清楚有條理的特質，使得身為此套軟件初學者的他也能輕松上手。
展開 圖一 與原始設計(左)相比，變更后的設計肋條增加了，并移除部分區域的肋條
圖二 原始設計(左)缺乏支撐的肋條，翹曲變形較嚴重(最大值為2.78mm)，變更后的設計(右)多了支撐肋條，
翹曲情形改善(最大值為2.47mm)
在第二次充填的部分，Moldex3D偵測出充填不完整而導致短射的現象。因此FARPLAS針對第二次充填進行產品幾何(圖三)和厚度(圖四)的修正，改善了EPDM的流動行為，使充填完整，并成功解決了短射問題。
圖五 原始設計(左)的短射問題經設計變更后(右)已獲得解決
除了從分析結果看出設計變更后，翹曲和短射問題都獲得改善之外，FARPLAS也以實驗驗證模擬的準確性。實驗結果發現，將模流分析的網格等級從3提高到5之后，結果幾乎是100%準確。圖六及圖七分別為EPDM充填的原始設計和設計變更比較，皆可發現模流分析和實驗結果相符合。
結果
經由Moldex3D網格等級5的模流分析，可清楚了解多材質射出制程中，PP+GF30和EPDM兩次充填的流動行為，并藉由實驗驗證其準確度幾乎達100%。Moldex3D幫助FARPLAS在實際生產前，提前預測潛在的制造難題，并及早做出必要的修正，避免耗費過多的時間成本在重復試模。
展開 客戶簡介
•客戶：NetShape / Shape Corp
• 國家：印度
• 產業：汽車
• 解決方案：Moldex3D Professional、Designer BLM、Fiber
Shape Corp不但是碰撞能量管理系統以及先進的輥軋成型技術領域的全球領袖，且是北美洲地區最知名的汽車保險桿制造商。Shape 也為辦公家具、農業及醫療保健行業提供產品和服務。作為全球唯一提供從設計、測試到生產以及其他服務的一條龍式保險桿系統供貨商， Shape 為全球不斷變化的市場提供創新、輕量、高質量及高成本效益的解決方案。(來源)
大綱
為了因應現代科技對減重的需求，汽車制造業將大多數的鋼制零件替換成塑料制零件。但塑料件制造的一大問題是因尺寸及厚度而引發的翹曲。因此Shape Corp.采用以反變形技巧為基礎的制程及方法重新設計零件，以求減少翹曲。Moldex3D 解決方案能從軟件將逆模型導出，以預測并解決翹曲，并可讓模具制造者補償模具中不可避免的變形情況。Shape的產品如圖一所示。
圖一 車頂機匣零件
挑戰
• 減少間隙內的翹曲及零件組裝的填隙公差
• 幾何特征的翹曲超過容許范圍
解決方案
因產品有修改限制，能減少翹曲的范圍非常有限。因此Shape選擇將零件預先反翹曲一個比例，以減少整體翹曲。
效益
• 降低機臺噸數
• 避免裝配時發生問題
• 減少翹曲
• 改進整體產能
案例研究
本案例主要目的是解決車頂機匣零件的翹曲問題，此產品對成品尺寸精度有特定要求，有多個位置需和其他零件進行組裝，如圖二組裝圖所示。
展開 導讀：低成本、高效率的生產是3D打印追求的重要方向，惠普的MJF（Multi Jet Fusion）技術一直在朝這個方向努力，而且取得了不錯的成果，打破了一些人所謂的“3D打印沒法用于批量生產”的魔咒。
2021年9月14日，南極熊獲悉，惠普宣布，全球的惠普3D打印機已經累計經生產了1億個零件，這可是一個不小的數目，汽車行業的規模化應用貢獻了一定的力量。
汽車業是正在經歷數字化轉型的眾多行業之一，正在迅速轉向電氣化，供應鏈本地化。世界上最大的汽車制造商大眾汽車公司，是第一家使用金屬粘合劑噴射3D打印機（HP Metal Jet）來生產全功能終端3D打印結構件的汽車制造商。
惠普公司個性化與3D打印業務總裁Didier Deltort說："過去18個月的經濟、政治和醫療保健方面的波動是行業的一個分水嶺時刻。世界各地的公司希望更快地將新產品推向市場，提高供應鏈的彈性，并接受新的商業模式，增材制造的好處正在被認識。惠普慶祝在Multi Jet Fusion上打印的零件超過1億個的重要里程碑。"
汽車3D打印推動行業發展
惠普正在與世界各地的幾十家汽車制造商、供應商和生產伙伴合作，設計和開發從原型到生產的可持續的3D打印零件。
惠普公司Multi Jet Fusion業務全球負責人Guayente Sanmartin說："我們每天都看到許多不同行業的3D打印應用越來越多，越來越成熟，特別是在汽車行業。汽車制造商正在開拓進取，他們擴大了對3D打印的使用，用3D打印取代了傳統的工具，用功能原型快速迭代，設計全新的個性化部件，并擴大全功能最終部件的短期生產。
展開 汽車產業是一個龐大的生態群，汽車產業的發展對于推動制造技術的發展有著至關重要的作用。汽車產業與3D打印技術之間也存在著同樣的互動關系。一方面，3D打印零件的尺寸越來越大，可打印汽車零部件的金屬材料、復合材料逐漸豐富等發展趨勢推動著汽車制造商的3D打印應用；另一方面，汽車制造商與3D打印廠商共同開發和驗證3D打印設備，促進了3D打印技術的發展。
福特汽車（Ford）就是其中一家與3D打印行業的合作緊密的汽車制造商。根據3D科學谷的市場觀察，近日，美國數字光合成（DLS）3D打印技術公司Carbon展示了為福特汽車生產的第一批3D打印零件。
部分替代注塑的3D打印技術
福特和Carbon共同展示的這批3D打印部件包括：福特福克斯空氣調節系統HVAC的杠桿臂零件，福特猛禽F-150的輔助插頭，以及福特野馬GT500電子駐車制動器支架。
3D打印駐車制動支架，圖片來源：Carbon.
根據3D科學谷的市場研究，福特公司早在1988年就購買了光固化3D打印機，成為最早采用3D打印技術的公司之一。福特不僅建立了3D打印原型制造中心，更是與3D打印企業合作研發適合汽車制造業的3D打印材料和設備。
福特福克斯空氣調節系統HVAC的杠桿臂零件，圖片來源：Carbon.
2015年，福特開始與Carbon合作。隨后，福特在密歇根州Redford建立了先進制造中心，為福特野馬眼鏡蛇Shelby Mustang GT500跑車配備3D打印部件。福特的Redford先進制造中心集成了3D打印，協作機器人（cobots），數字制造和增強現實。
福特猛禽F-150的輔助插頭，圖片來源：Carbon.
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數據源：2014年德國用戶大會 Porsche
一、前言
汽車產業正朝向于發展電動汽車、更安全、更舒適、更酷炫的外型、更高性能的車子，但因為這些因素可能使汽車的重量加重，造成更多溫室氣體的排放，對環境形成破壞，又因各國目前針對環境都有訂定相關法規，讓汽車業者不得不思考要如何在輕量化的情況下完成上述的幾項發展，所以輕量化結構是未來的關鍵技術。
客戶簡介
•客戶：NetShape / Shape Corp
• 國家：印度
• 產業：汽車
• 解決方案：Moldex3D Professional、Designer BLM、Fiber
Shape Corp不但是碰撞能量管理系統以及先進的輥軋成型技術領域的全球領袖，且是北美洲地區最知名的汽車保險桿制造商。Shape 也為辦公家具
挑戰
水洗板設計需要兼顧以下成型重點：強度足以承受重物、輕量化、平整度。
解決方案
藉由 Moldex3D 模流分析的輔助，調整產品幾何及厚度分布設計，使變形量達到最小，另外經由分析發現此產品可藉由模溫有效控制其變形量，而達到平整度的要求。
效益
有效達到減少人力及物力等相關成本。有助于發展內裝設計結構輕量化及縮短設計及開發的時效性。
Moldex3D
大綱
DONGHEE Industrial Co. Ltd.專注于生產各式汽車件，如：底盤、油箱、踏板、天窗、輪軸外殼以及車身。DONGHEE藉由Moldex3D塑料射出模流分析軟件提升汽車件質量，在這個案例中，DONGHEE透過Moldex3D模流分析結果，進行澆口設計修正并改善了因汽車邊框的縫合線引起的裂痕問題。
挑戰
汽車天窗橫梁有一處極易發生斷裂，為了徹底解決該問題發生
“使用Raise3D打印機進行原型測試可以縮短我們的開發周期，開發速度提高了5倍，成本降低了90%。” - 親元企業高級經理 親元企業有限公司是一家位于臺灣致力于汽車零部件設計與生產的全方位服務公司，它是一家集設計、開發、創新為一體的專業公司。親元企業專注于定制汽車零部件，主要服務于美國、日本、韓國、中東、非洲等中高端汽車品牌，多年來陸續擴展了多條汽車零部件生產線。于2020年成立品牌 “Giga
大綱
此案例為汽車內部裝飾的重要零件─中控面板，在產品外觀上有相當嚴格的要求；必須避免凹痕、縫合線和表面波紋等外觀缺陷，或都必須控制在至低容忍范圍內。同時，為了確保面板能與其他對象順利組裝，符合產品間隙面差的尺寸要求，需要降低面板的翹曲量。然而，若要全面精準控制并改善產品的翹曲和其他缺陷，光靠多年累積的技術知識與經驗是不夠的。因此佛吉亞尋求Moldex3D仿真解決方案來進行產品設計驗證及制程優化
大綱
本案例中的產品為油箱外殼，使用PP+GF30與乙烯丙烯橡膠（EPDM）兩種塑料，經由多材質射出成型制程生產。多材質射出制程的難度特別高，玻璃纖維排向必須與流動方向一致，而流動方向將影響到產品是否變形。若產品扭曲的部位無法準確嵌入另一個腔室，EPDM將無法成功充填。此外，要將EPDM完全平衡地填入分層精細的PP+GF30中，也是另一個難題。FARPLAS利用Moldex3D對油箱外殼的制程進行各項分析
大綱
施耐德博士集團CAE工程師Przemyslaw Narowski分享了公司為何選擇Moldex3D，作為改善射出成型問題的模擬工具。他們運用Moldex3D驗證新產品設計的可行性研究，并擴展其技術力至未來的應用，更讓CAD、CAE到CAM流程的串聯更加順暢。本文以多項實際案例呈現Moldex3D模擬的準確性以及為產業帶來的價值。
挑戰
產品包封問題
產品嚴重翹曲變形，
來源：Simcenter3D
汽車制動管路面臨的問題
面臨的問題
隨著汽車的快速發展以及客戶對整車品質要求的逐漸提高，制動系統柔性管路關鍵件設計的可靠性更加重要。現在正在研發的很多車型在開發過程中大都存在管線路干涉問題，在后期解決干涉問題過程中投入了大量的人力物力
2021年10月14日-15日，由上海市增材制造協會、中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司聯合主辦的“中國航空航天增材制造技術發展論壇”在上海滴水湖舉辦。鉑力特技術研發部部長王佳駿在本次論壇上發表了題為“金屬增材制造助力產品設計創新”的主旨演講。
△鉑力特技術研發部部長王佳駿
在演講中，王佳駿介紹了鉑力特的發展歷程、主營業務以及未來發展。王佳駿表示：“鉑力特成立于
