汽車后保模流分析的案例
大開眼界——汽車后保模流分析報告
1.比較三種方案澆注系統(tǒng)；方案2成型壓力和縮水流前溫度參數(shù)均由于方案1和3；推薦使用方案2
2.方案2燈孔處壓力比其他兩種方案高6MPA，結(jié)構(gòu)注意此處設(shè)計優(yōu)化未來飛邊缺陷。
2.制品末端筋位易縮水，以上三種方案都是在優(yōu)化制品壁厚基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的保壓分析
?幫助使用者作為問題排除的指引，找出翹曲和/或過度保壓的原因。
?幫助使用者檢驗合適的加工條件設(shè)置，如擠壓/保壓壓力，保壓時間，以及VP切換
?幫助使用者評估設(shè)計參數(shù)以進(jìn)行設(shè)計修改或優(yōu)化。
-分析結(jié)果(Result analysis): 分析結(jié)果可以藉由控制項目工作區(qū)(Project Workspace)、顯示設(shè)置工具欄(Display Toolbar)和動畫工具欄(Animation Toolbar)在展示窗口(Display Windows)上查看流域分布圖標(biāo)，或是顯示XY圖( XY Curve)。
展開 Moldex3D模流分析之充填保壓標(biāo)簽
?保壓切換不是 100%
100%充填時設(shè)定保壓切換，代表沒有切換壓力控制。因為充填機(jī)需要緩沖以避免毀損，所以顯得不切實際。雖然用戶輸入充填時間和系統(tǒng)計算流動波前時間不一致，仍強(qiáng)烈建議設(shè)定「保壓切換」(Packing Switch) 為 98% 以進(jìn)行模擬。
VP 切換
此值是從充填轉(zhuǎn)為保壓的切換點。如果 「VP 切換」(VP Switch-over) 設(shè)定為 98%，代表將在充填 98% 的模穴體積時切換。如果切換小于 100%，充填結(jié)束時的流動波前時間將小于使用者設(shè)定的充填時間。雖然預(yù)設(shè)充填時間和計算出的流動波前時間不一致，仍建議使用 98% 切換點，因為充填機(jī)需要緩沖以避免毀損。不合理的設(shè)定可能會導(dǎo)致不合理的射出壓力或鎖模力結(jié)果。依據(jù)使用的設(shè)定模式，設(shè)定 VP 切換有三個條件(依螺桿位置僅支持機(jī)臺模式)。選取條件后，您也可在文本框修改參數(shù)。
保壓多段設(shè)定
單擊保壓壓力多段設(shè)定(P)(3)… 進(jìn)入保壓多段設(shè)定。用戶接口與流率多段設(shè)定相同。 請參閱〈流率多段設(shè)定〉了解更多詳細(xì)資料。
保壓時間
使用秒數(shù)指定保壓持續(xù)時間。
模具溫度
模具溫度會套用模具溫度至模座和塑料間的溫度邊界條件。會假設(shè)邊界溫度分布均勻。模具溫度應(yīng)較最低冷卻液溫度高，否則會出現(xiàn)警告訊息，提示用戶檢查設(shè)定。
但是，如果在「組別」剛開始就進(jìn)行冷卻分析，將在接下來的計算中使用冷卻分析的模具溫度為模具溫度。注意，模具溫度通常呈不均勻的分布。
注：其他成型條件設(shè)置的默認(rèn)溫度值可參考此處指定的熔點或模具溫度。
熔膠溫度
熔膠溫度是網(wǎng)格模型進(jìn)澆點處的塑料熔體溫度。在實務(wù)作業(yè)中，與噴嘴的料桶溫度不同，因為熔點可能因黏滯加熱而上升。
展開 Moldex3D模流分析之WAIM的充填與保壓設(shè)定標(biāo)簽
此數(shù)值意指充填換成保壓的切換點。若V/P switch設(shè)為98%，表示當(dāng)模穴體積充填至98%時，會由充填階段切換成保壓階段，即使模穴尚未充填完畢。因為機(jī)臺需要一些時間來緩沖以避免機(jī)臺損壞，當(dāng)切換點小于100%流動波前時間在充填結(jié)束時，會小于先前自定義充填時間。不恰當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)定可能導(dǎo)致不合理的射壓或鎖模力產(chǎn)生。
?保壓設(shè)定 (Packing Settings)
保壓多段設(shè)定的方法在此與一般的射出項目時類似，而基于流體的的特殊性，在此建議使用預(yù)設(shè)設(shè)定即可。
塑料溫度 (Melt Temperature)：塑料溫度意指熔膠料管的塑料溫度。事實上，此溫度有別于噴嘴的料筒溫度，因為黏滯生熱可能導(dǎo)致塑料溫度升高。
模具溫度 (Mold Temperature)：模具溫度是定義模座和塑件間的溫度邊界條件。程序會假設(shè)邊界溫度分布一致，而溫具溫度應(yīng)該會比最低水路溫度略高，否則將出現(xiàn)警告訊息提醒模具溫度定義不恰當(dāng)。然而，若組別的分析順序設(shè)定一開始為冷卻分析先執(zhí)行，此冷卻分析執(zhí)行后的模具溫度將做為接下來的分析中所使用的模具溫度。注意模具溫度通常呈不均一分布。
?回沖設(shè)定 (Push-back Setting)
回沖制程會在水從另一端進(jìn)入的同時，允許熔膠再度從模腔被推回去噴嘴內(nèi)。如此一來，既不需要設(shè)置溢流區(qū)也可以回收多數(shù)不要的塑料來減少廢料的產(chǎn)生，還可以防止傳統(tǒng)水輔易造成的流痕問題。如果要進(jìn)行回沖現(xiàn)象的模擬，需先在將回沖設(shè)定設(shè)為是，再依序給定回沖的開始與持續(xù)時間。
回沖開始時間 (Push-back Start Time)：螺桿會在此時開始松退來讓熔膠回流，通常會與水進(jìn)入的時間差不多。
回沖持續(xù)時間 (Push-back Duration)：持續(xù)時間后，噴嘴會作動防止熔膠繼續(xù)回流以致進(jìn)入噴嘴而回沖也會在此停止。
展開 
Moldex3D模流分析之計算流動和保壓頁簽
延長保壓計算至冷卻階段 (Extended Packing Phase Calculation to Cooling Phase)
當(dāng)延長保壓計算至冷卻階段 (Extended Packing Calculation to cooling phase)被啟用時，保壓計算在EOP（保壓結(jié)束）后仍會持續(xù)進(jìn)行直到50%的冷卻分析時間。如果計算至EOC (Calculation to end of cooling)也選取了，計算將會延續(xù)直到EOC (冷卻結(jié)束)。
當(dāng)啟用延長保壓計算時，冷卻階段模穴內(nèi)的質(zhì)量傳遞仍會被計算，并提供之后翹曲分析更好的初始條件。
考慮結(jié)晶效應(yīng) (Consider Crystallization Effect)
如果勾選 [Consider crystallization effect]，流動/保壓求解器會在填充與保壓加工過程中考慮結(jié)晶效應(yīng)。
注：當(dāng)材料含結(jié)晶性質(zhì)時，預(yù)設(shè)會啟用這個選項。
翹曲結(jié)果的比較
執(zhí)行模內(nèi)裝飾(IMD)分析 (Run In-mold Decoration (IMD) Analysis)
此選項會在模型含有IMD BC(模內(nèi)裝飾邊界條件)時可以被啟用來進(jìn)行模內(nèi)裝飾之模擬。被啟用后，Moldex3D 流動、保壓、冷卻及翹曲分析皆會考慮在組別建立時指定的IMD材料及其熱與結(jié)構(gòu)性質(zhì)。熱傳及翹曲的結(jié)果皆會受到影響，同時充填與保壓階段也會增加一個結(jié)果項-沖膜指數(shù)。沖膜指數(shù)可用來評估IMD薄膜是否會在熔膠充填的時候，因為熱與剪切的因素產(chǎn)生脫落或移動的情形。
展開 Moldex3D模流分析之充填保壓的進(jìn)階設(shè)定程序
確認(rèn)輸入的數(shù)據(jù)后，請單擊[估算] (Estimate)來評估熟化時間。
?輸入：指定輸入成型條件以計算預(yù)測熟化時間，在此提供參數(shù)默認(rèn)值。任何在此更動的參數(shù)不會影響分析已設(shè)定好的成型條件
?輸出設(shè)定：點選估算，根據(jù)上面設(shè)置輸入成型條件計算出建議的熟化時間，這個預(yù)測值可協(xié)助使用者設(shè)定熟化時間及其他參數(shù)條件。
Moldex3D模流分析之GAIM的充填與保壓設(shè)定標(biāo)簽
此數(shù)值意指充填換成保壓的切換點。若V/P switch設(shè)為98%，表示當(dāng)模穴體積充填至98%時，會由充填階段切換成保壓階段，即使模穴尚未充填完畢。因為機(jī)臺需要一些時間來緩沖以避免機(jī)臺損壞，當(dāng)切換點小于100%流動波前時間在充填結(jié)束時，會小于先前自定義充填時間。不恰當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)定可能導(dǎo)致不合理的射壓或鎖模力產(chǎn)生。
?保壓設(shè)定 (Packing Settings)
保壓多段設(shè)定的方法在此與一般的射出項目時類似，而基于流體的的特殊性，在此建議使用預(yù)設(shè)設(shè)定即可。
塑料溫度 (Melt Temperature)：塑料溫度意指熔膠料管的塑料溫度。事實上，此溫度有別于噴嘴的料筒溫度，因為黏滯生熱可能導(dǎo)致塑料溫度升高。
模具溫度 (Mold Temperature)：模具溫度是定義模座和塑件間的溫度邊界條件。程序會假設(shè)邊界溫度分布一致，而模具溫度應(yīng)該會比最低水路溫度略高，否則將出現(xiàn)警告訊息提醒模具溫度定義不恰當(dāng)。然而，若組別的分析順序設(shè)定一開始為冷卻分析先執(zhí)行，此冷卻分析執(zhí)行后的模具溫度將做為接下來的分析中所使用的模具溫度。注意模具溫度通常呈不均一分布。
?回沖設(shè)定 (Push-back Setting)
回沖制程會在氣體從另一端進(jìn)入的同時，允許熔膠再度從模腔被推回去噴嘴內(nèi)。如此一來，既不需要設(shè)置溢流區(qū)也可以回收多數(shù)不要的塑料來減少廢料的產(chǎn)生，還可以防止傳統(tǒng)氣體易造成的流痕問題。如果要進(jìn)行回沖現(xiàn)象的模擬，需先在將回沖設(shè)定設(shè)為是，再依序給定回沖的開始與持續(xù)時間。
回沖開始時間 (Push-back Start Time)：螺桿會在此時開始松退來讓熔膠回流，通常會與氣體進(jìn)入的時間差不多。
回沖持續(xù)時間 (Push-back Duration)：持續(xù)時間后，噴嘴會作動防止熔膠繼續(xù)回流以致進(jìn)入噴嘴而回沖也會在此停止。
展開 Moldex3D iSLM模流分析之塑化射出保壓
管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 成型紀(jì)錄 > 保壓
在 管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 成型紀(jì)錄 > 保壓 的項目：
1.保壓段數(shù)：
此顯示在每個區(qū)段的保壓設(shè)定。在下拉選單中選擇一個數(shù)字，并在下方輸入個別的值，項目包含 時間、壓力 和 速度。
注意：在字段底下的 CAE 數(shù)據(jù)為建議段數(shù)。
2.圖片：
此顯示在成型過程中成型機(jī)臺接口上所顯示的保壓設(shè)定。點擊+按鈕以上傳相關(guān)保壓設(shè)定圖和訂定標(biāo)題。上傳完成后將鼠標(biāo)移至圖片上以 預(yù)覽、下載 或 刪除 圖片。
展開 Moldex3D模流分析之雙料共射成型的充填保壓設(shè)定標(biāo)簽
然而，若組別的分析順序設(shè)定一開始為冷卻分析先執(zhí)行，此冷卻分析執(zhí)行后的模具溫度將做為接下來的分析中所使用的模具溫度。注意模具溫度通常呈不均一分布。
?圖形選項 (Chart Option)：點擊后其設(shè)定窗口跳出如下。在此設(shè)定每個項目的范圍。
Moldex3D模流分析之科學(xué)試模保壓壓力驗證
保壓壓力驗證 ( Packing Pressure Validation )
當(dāng)保壓壓力過小，產(chǎn)品的收縮尺寸就會越大；但當(dāng)保壓壓力過大，產(chǎn)品又容易產(chǎn)生毛邊等缺陷，因此在射出加工參數(shù)設(shè)定中找出最合適的保壓壓力值也是極為必要的。
在 iSLM 科學(xué)試模的 保壓壓力驗證 頁面中，提供試模人員紀(jì)錄在特定壓力值下是否有缺陷的狀況產(chǎn)生，用以輔助驗證流程，并讓試模人員得以迅速排除較不適合的壓力參數(shù)，以快速訂定出最合理的保壓壓力數(shù)值。
保壓壓力驗證頁面上部分顯示的數(shù)據(jù)源是根據(jù) 試模信息 > 基本信息 中所選擇的 ” 參考數(shù)據(jù) ”，內(nèi)容包含時間、壓力等項目。頁面下半部分則是包含壓力和缺陷紀(jì)錄等信息的保壓驗證數(shù)據(jù)表格。
管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 科學(xué)試模 > 保壓壓力驗證
在 管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 科學(xué)試模 > 保壓壓力驗證 的項目：
1.壓力：
輸入壓力值。
2.缺陷紀(jì)錄：
選擇在該壓力值下，是否有缺陷。若勾選 有缺陷，該欄會顯示成 粉紅色；若勾選 無缺陷，則該欄會顯示成 綠色。
3.刪除：
點擊此按鈕以刪除包含 壓力、缺陷紀(jì)錄 和 刪除 按鈕的字段。
4.+ 新增數(shù)據(jù)：
點擊此按鈕以新增包含 壓力、缺陷紀(jì)錄 和 刪除 按鈕的字段。
展開 Moldex3D模流分析之保壓壓力驗證、澆口固化驗證
保壓壓力驗證 ( Packing Pressure Validation )
當(dāng)保壓壓力過小，產(chǎn)品的收縮尺寸就會越大；但當(dāng)保壓壓力過大，產(chǎn)品又容易產(chǎn)生毛邊等缺陷，因此在射出加工參數(shù)設(shè)定中找出最合適的保壓壓力值也是極為必要的。
在 iSLM 科學(xué)試模的 保壓壓力驗證 頁面中，提供試模人員紀(jì)錄在特定壓力值下是否有缺陷的狀況產(chǎn)生，用以輔助驗證流程，并讓試模人員得以迅速排除較不適合的壓力參數(shù)，以快速訂定出最合理的保壓壓力數(shù)值。
保壓壓力驗證頁面上部分顯示的數(shù)據(jù)源是根據(jù) 試模信息 > 基本信息 中所選擇的 ” 參考數(shù)據(jù) ”，內(nèi)容包含時間、壓力等項目。頁面下半部分則是包含壓力和缺陷紀(jì)錄等信息的保壓驗證數(shù)據(jù)表格。
管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 科學(xué)試模 > 保壓壓力驗證
在 管理功能 > 試模 > 檢視 > 開始試模／檢視 > 科學(xué)試模 > 保壓壓力驗證 的項目：
1.壓力：
輸入壓力值。
2.缺陷紀(jì)錄：
選擇在該壓力值下，是否有缺陷。若勾選 有缺陷，該欄會顯示成 粉紅色；若勾選 無缺陷，則該欄會顯示成 綠色。
3.刪除：
點擊此按鈕以刪除包含 壓力、缺陷紀(jì)錄 和 刪除 按鈕的字段。
4.+ 新增數(shù)據(jù)：
點擊此按鈕以新增包含 壓力、缺陷紀(jì)錄 和 刪除 按鈕的字段。
澆口固化驗證 ( Gate Seal Validation )
當(dāng)澆口固化后，就阻絕了流道與模穴之間的通道，即使在保壓持續(xù)作用下也無法再將熔膠以高壓方式擠入模穴內(nèi)部，因此在 澆口固化驗證 的頁面中，以 保壓時間 和 對象重量 作為紀(jì)錄的項目，因為當(dāng)保壓時間越長，對象的重量將會持續(xù)增加；但只要澆口固化后，即使保壓時間再長，對象重量就不會再增加，因此就能作為保壓有效時間的重要依據(jù)。
展開 
CAE模流分析101招 -第 41 招、澆口位置設(shè)計與尺寸大小對于充填與保壓的影響
保壓階段 (Packing stage)
保壓是充填的延續(xù)，因此有效的保壓狀況取決于澆口固化時間，若流道澆口設(shè)計尺寸太小，則塑料溫度下降快速，容易使?jié)部谔嵩绻袒Ａ髀氏陆悼焖賹?dǎo)致停止進(jìn)料，當(dāng)澆口固化后，則透過傳統(tǒng)上的增加時間、增加壓力等方法都不會有效果。■
Moldex3D模流分析之車燈大廠堤維西善用Moldex3D模流分析解決汽車反射鏡包封問題
大綱
目前多數(shù)的汽車業(yè)者都使用熱固性BMC材料生產(chǎn)汽車反射鏡。BMC的優(yōu)點包括耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸安定性、抗侵蝕、抗紫外線等，然而BMC卻容易產(chǎn)生包封。在本案例中，堤維西的BMC汽車頭燈產(chǎn)品(圖一)某些區(qū)域出現(xiàn)明顯的包封問題。由于熱固性材料無法重復(fù)利用，必須要積極解決此問題，避免過度浪費材料。因此，堤維西透過Moldex3D改良產(chǎn)品設(shè)計，并以實際試模進(jìn)行驗證，最后成功制造出零包封的優(yōu)化產(chǎn)品。
圖一 本案例中的堤維西汽車頭燈產(chǎn)品
挑戰(zhàn)
產(chǎn)品外觀有明顯的包封現(xiàn)象
須縮短產(chǎn)品研發(fā)時間
解決方案
堤維西利用Moldex3D模流分析解決方案，優(yōu)化澆口位置，進(jìn)而化解包封問題，獲得更佳設(shè)計
效益
成功解決包封問題
減少修改模具次數(shù)和成本
成功縮短產(chǎn)品研發(fā)時間
案例研究
本案例目標(biāo)為解決汽車頭燈產(chǎn)品包封問題。為達(dá)到目標(biāo)，堤維西利用Moldex3D找出最佳澆口位置，提升流動平衡另外，同時進(jìn)行產(chǎn)品厚度優(yōu)化，防止包封產(chǎn)生。
堤維西首先以Moldex3D Solid模擬原始設(shè)計的成型條件，結(jié)果顯示在母模側(cè)肉厚區(qū)域有包封產(chǎn)生。這項缺陷直接對產(chǎn)品外觀造成負(fù)面影響。
為了解決此問題，堤維西進(jìn)行設(shè)計變更，修改了澆口位置(圖二)及包封產(chǎn)生區(qū)域的肉厚(圖三)，接下來再以Moldex3D模擬設(shè)計變更。仿真結(jié)果顯示，新的扇形澆口有效改變?nèi)勰z流動路徑，成功消除了包封，產(chǎn)品外觀也明顯改善。
圖二 原始設(shè)計(左)與設(shè)計變更(右)，澆口位置改變
圖三 原始設(shè)計(左)與設(shè)計變更(右)，包封產(chǎn)生區(qū)域的肉厚改變
堤維西以Moldex3D分別對原始設(shè)計和設(shè)計變更進(jìn)行模擬。在原始設(shè)計中，肉厚突變處出現(xiàn)明顯的流動不平衡現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生包封(圖四)。
展開 Moldex3D模流分析之設(shè)定后熟化分析類型
后熟化制程 (Post Mold Cure)
芯片封裝成型模塊可適用后熟化分析。后熟化制程 (Post Mold Cure, PMC) 是芯片封裝成型產(chǎn)業(yè)中的一項重要制程；此制程能加速硬化過程，透過提高環(huán)境溫度來優(yōu)化材料的一些物理特性。
TM : 成型(熔膠)溫度； TL :低溫(室溫)； TH 高溫(PMC中)
設(shè)定分析類型為后熟化，在選項中輸入所有參數(shù)。在后熟化制程中，成型塑料會發(fā)生聚合反應(yīng)，以及化學(xué)與物理的變化過程。目前在Moldex3D后熟化制程分析中，由PVTC與隨溫度－固化變化的黏彈性松弛模型所建構(gòu)的模型，將為制程仿真所需的有限元素模型。更詳細(xì)的計算參數(shù)設(shè)定請參照準(zhǔn)備分析下的章節(jié)。
應(yīng)力設(shè)定
在選項中，用戶需設(shè)定所有后熟化制程的參數(shù)，包含初始溫度、時間增量、退火時間、環(huán)境溫度vs時間、多段輸出設(shè)定、WLF方程式、Maxwell模型及硬化變動因子。
注意：用戶能由動態(tài)力學(xué)分析 (Dynamic Mechanical Analyzer, DMA) 評估得到WLF方程式、Maxwell模型及硬化變動因子的所有參數(shù)。
展開 Moldex3D模流分析之應(yīng)力分析后處理
退火分析 (Annealing Analysis)
在退火分析之后，比較翹曲結(jié)果的熱 Von Mises 應(yīng)力與應(yīng)力結(jié)果的 Von Mises 應(yīng)力。這些結(jié)果顯示塑件在退火過程后能有效減少殘留應(yīng)力。
3. 后熟化分析 (Post Mold Curing Analysis)
在PMC分析之后，檢查應(yīng)力的結(jié)果圖。
4. 型芯偏移 (Core Shift)
Moldex3D Studio提供在嵌件上的應(yīng)力及位移的X、Y、Z分量、總位移、Von Mises形式應(yīng)力以及壓力的分布，另外，導(dǎo)線架的變形形狀能用設(shè)定翹曲范圍顯示：
5. 模座變形分析 (Mold Deformation Analysis)
模座變形分析的結(jié)果包含：X-Y-Z位移的多段輸出結(jié)果、總位移、嵌件上的應(yīng)力六項分量加Von Mises形式，如下圖所示。此外，Studio樹狀目錄中能協(xié)助用戶輕松觀察模具嵌件的個別結(jié)果。所有模具與嵌件組件的默認(rèn)設(shè)置為開啟，有時可能會干擾應(yīng)力與位移分布的顯示。
模座變形的所有結(jié)果項目與其他應(yīng)力模塊的相同，下列為范例的分析結(jié)果：
X-, Y-, Z-, 及總位移 (X-, Y-, Z-, and Total Displacement)
X, Y, Z 應(yīng)力分量 (X, Y, Z Stress Component)
X 應(yīng)力分量
XY, YZ, ZX 剪切應(yīng)力 (XY, YZ, ZX Shear Stress)
XY 剪切應(yīng)力
Von Mises應(yīng)力 (Von Mises Stress)
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