流道設(shè)計(jì)的案例
Cast-Designer v7.6自動(dòng)流道建立，讓每個(gè)人都能設(shè)計(jì)流道
Auto Runner 自動(dòng)流動(dòng)建立
讓每個(gè)人都能設(shè)計(jì)流道
在Cast-Designer v7.6中，流道設(shè)計(jì)有了突破性的進(jìn)展，【更自動(dòng)】，【更優(yōu)質(zhì)】，【更容易】
我重點(diǎn)介紹兩個(gè)新功能，分別為“Auto Runner 自動(dòng)流道建立”和“Auto Merge 自動(dòng)合并與截面積控制”，這兩項(xiàng)技術(shù)，讓設(shè)計(jì)工作變得更加簡(jiǎn)單！現(xiàn)在每個(gè)人都可以輕松進(jìn)行流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)了。
【Auto Runner 自動(dòng)流道建立】，顧名思義，這是一個(gè)自動(dòng)連接和建立流道的新功能。它可以提供兩種方式的自動(dòng)流道設(shè)計(jì)。
第一種方式是兩條流道之間的連接，比較常用的就是建立橫澆道。例如從內(nèi)澆口到直澆道之間的鏈接。有了這個(gè)功能，可以生成連續(xù)順暢的流道，而且是處處相切的。調(diào)整也非常方便，只要拖動(dòng)滑動(dòng)條即可。
第二種方式是流道與某節(jié)點(diǎn)之間的連接，比較常用的就是分支流道的建立。同樣，任意點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，就可以自動(dòng)生成順滑流道。同樣支持拖動(dòng)調(diào)整。
就這2分鐘的時(shí)間，我們就建立了整個(gè)【流道系統(tǒng)的框架】，但這顯然不是我們最終的設(shè)計(jì)，接下來(lái)，我們還要進(jìn)行流道橫截面積的控制，分支流道減面積等工作。
而這部分的工作，應(yīng)該是使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具，最復(fù)雜的一部分。現(xiàn)在Cast-Designer v7.6中，也可以自動(dòng)完成了，敬請(qǐng)留意下一節(jié)，【Auto Merge 自動(dòng)合并與截面積控制】
在 Cast-Designer v7.6 中設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)不僅速度更快而且質(zhì)量更高。
C家精講，初衷是用最短的時(shí)間，分享一些鑄造工藝設(shè)計(jì)與分析的經(jīng)驗(yàn)。雖然是點(diǎn)點(diǎn)滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡請(qǐng)點(diǎn)贊轉(zhuǎn)發(fā)。
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展開(kāi) 利用CFD方法進(jìn)行多模腔的流道設(shè)計(jì) | FLOW-3D案例
圖4 修改流道設(shè)計(jì)圖
分析結(jié)果如圖5a(0.01s)、5b(0.013s)、5c(0.014s)、5d(0.017s)，在第一個(gè)時(shí)間點(diǎn)（圖5a）熔體充填主流道時(shí)，同時(shí)也流向各分流道，在第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)（圖5b）分流道以相似的速度充填并有相似的壓力分布，在第三個(gè)時(shí)間點(diǎn)（圖5c）熔體幾乎在相同的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)入六個(gè)模腔，在第四個(gè)時(shí)間點(diǎn)（圖5d）熔體以相似的速率填充并具有相似的壓力分布。
圖5 修改設(shè)計(jì)的充填過(guò)程
對(duì)于原始設(shè)計(jì)，第一個(gè)充填完成的模腔（V3）和最后一個(gè)充填完成的模腔（V1）之間的充填時(shí)間的差為0.004秒，而修改設(shè)計(jì)的差值在0.001秒內(nèi)，因此修改設(shè)計(jì)有明顯的減小不同鑄件的充填時(shí)間差異，這將有助于提升高壓鑄件的質(zhì)量。
四、結(jié)論
在這項(xiàng)研究中利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法來(lái)研究流道設(shè)計(jì)，通過(guò)具有六個(gè)模腔的高壓鑄造模具，來(lái)觀看充填的影響性，比較兩種流道設(shè)計(jì)，一種具有固定的橫截面主流道，另一個(gè)具有階梯狀的主流道，截面積與模腔的體積成比例。仿真結(jié)果顯示，分流道與主流道的連接會(huì)影響每個(gè)模腔的充填，階梯狀的主流道設(shè)計(jì)可改善充填，因?yàn)槌涮顣r(shí)間和壓力分布都在具有不同體積的模腔間有很好地平衡，達(dá)到提升鑄件質(zhì)量的設(shè)計(jì)。
展開(kāi) Moldex3D模流分析之建準(zhǔn)電機(jī)應(yīng)用Moldex3D優(yōu)化熱流道設(shè)計(jì)
大綱
建準(zhǔn)電機(jī)導(dǎo)入Moldex3D進(jìn)階熱流道模塊，深入探討熱流道內(nèi)的溫度變化，了解熱流道內(nèi)部會(huì)影響成型效率的環(huán)節(jié)，并針對(duì)熱流道進(jìn)行改良優(yōu)化。
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)熱流道呈現(xiàn)溫度不足趨勢(shì)，塑料過(guò)冷形成流動(dòng)阻力，影響射出行為而造成不穩(wěn)定之情況。之后針對(duì)溫度較低問(wèn)題進(jìn)行流道尺寸改良與變更線圈設(shè)計(jì)，改善熱流道內(nèi)的冷料現(xiàn)象，最終提升產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性及效益。
挑戰(zhàn)
1、系統(tǒng)壓力損失過(guò)大問(wèn)題
2、提升生產(chǎn)效益
解決方案
原設(shè)計(jì)在充填初期時(shí)，料溫在熱澆道內(nèi)已經(jīng)呈現(xiàn)偏低趨勢(shì)。料溫較低的塑料經(jīng)過(guò)閥澆口時(shí)，會(huì)影響射出甚至有阻塞風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的熱流道，改變流道尺寸及線圈設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，射出穩(wěn)定性高且損失壓力低，證明經(jīng)設(shè)計(jì)變更后能有效改善熱流道溫度下降問(wèn)題，并使穩(wěn)定性提升，整體的成型效益提高。
效益
1、改善系統(tǒng)壓力損失過(guò)大問(wèn)題
2、找出冷料位置，配合設(shè)計(jì)變更進(jìn)行優(yōu)化
3、 減少實(shí)際加工、測(cè)試成本
4、最小設(shè)計(jì)變更下達(dá)到最佳效果
5、提升射出穩(wěn)定性
案例研究
在本案中，建準(zhǔn)電機(jī)在上機(jī)試模時(shí)經(jīng)由機(jī)臺(tái)回饋曲線，發(fā)現(xiàn)有射出壓力過(guò)高且不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致每次射出壓力變化大。建準(zhǔn)電機(jī)依據(jù)廠商提供數(shù)據(jù)進(jìn)行Moldex3D進(jìn)階熱流道分析，希望經(jīng)由分析能找出熱流道問(wèn)題點(diǎn)，并進(jìn)一步優(yōu)化。
經(jīng)由塑料流動(dòng)波前溫度分析發(fā)現(xiàn)，熱澆道系統(tǒng)在部分區(qū)域波前溫度偏低，溫度場(chǎng)呈現(xiàn)異常情況(時(shí)間：EOF)。如圖一所示，熱流道內(nèi)部箭頭標(biāo)示位置，呈現(xiàn)塑料流動(dòng)波前溫度過(guò)低趨勢(shì)(圖一a)，而熱流道外部也有相同趨勢(shì)(圖一b)。
圖一 塑料流動(dòng)波前溫度分析：(a)熱流道內(nèi)部；(b)熱流道外部(時(shí)間：EOF)
發(fā)現(xiàn)熱流道局部低溫的現(xiàn)象與位置后，為了進(jìn)一步了解此現(xiàn)象的原因，建準(zhǔn)電機(jī)接著分析填充各階段溫度變化，結(jié)果如圖二所示。
展開(kāi) 應(yīng)用 FLOW-3D(x) 鋁壓鑄件的流道設(shè)計(jì)優(yōu)化
產(chǎn)品說(shuō)明
模腔配置: 一模四腔
產(chǎn)品尺寸: 57 X 25 X 27 mm
模具設(shè)計(jì)重點(diǎn): 產(chǎn)品左右兩側(cè)以滑塊成型，滑塊行程及滑塊大小會(huì)限制模具尺寸，在成型考慮下，希望鋁液能夠同時(shí)進(jìn)入四個(gè)模腔， 希望以 FLOW-3D (x) 對(duì)流道尺寸設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2. 模具規(guī)劃
根據(jù)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(jīng)限制了模具尺寸大小，因此進(jìn)料點(diǎn)的位置就限制不動(dòng)，不再更改。
本案例是使用NX進(jìn)行繪制，F(xiàn)LOW-3D (x) 能夠直接讀取NX的圖檔，作為優(yōu)化的參考。
3. 流道設(shè)計(jì)
FLOW-3D (x) 能夠直接讀取 NX 的prt圖文件，直接抓取特征參數(shù)并且進(jìn)行計(jì)算，因此在流道設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)可能發(fā)生的錯(cuò)誤。
FLOW-3D (x) 讀取NX的prt圖檔并沒(méi)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(nèi)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。
4. 操作流程
5. FLOW-3D 基本設(shè)定
為了減少計(jì)算量，采用圖面左右對(duì)稱(chēng)的方式進(jìn)行計(jì)算。
以下為設(shè)定重點(diǎn)：
NX 的 prt (runner.prt + runner.stl) 必須與其他圖面 cavity.stl 放在同一個(gè) FLOW-3D 目錄下
設(shè)定鑄件中心為對(duì)稱(chēng)
在流道入口端建立兩個(gè) flux surface。分別是 flux surface 1 & flux surface 2
計(jì)算結(jié)果會(huì)抓取通過(guò) flux surface 的流量
6.
展開(kāi) 
應(yīng)用 FLOW-3D(x) 鋁壓鑄件的流道設(shè)計(jì)優(yōu)化
產(chǎn)品說(shuō)明
模腔配置: 一模四腔
產(chǎn)品尺寸: 57 X 25 X 27 mm
模具設(shè)計(jì)重點(diǎn): 產(chǎn)品左右兩側(cè)以滑塊成型，滑塊行程及滑塊大小會(huì)限制模具尺寸，在成型考慮下，希望鋁液能夠同時(shí)進(jìn)入四個(gè)模腔， 希望以 FLOW-3D (x) 對(duì)流道尺寸設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2. 模具規(guī)劃
根據(jù)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(jīng)限制了模具尺寸大小，因此進(jìn)料點(diǎn)的位置就限制不動(dòng)，不再更改。
本案例是使用NX進(jìn)行繪制，F(xiàn)LOW-3D (x) 能夠直接讀取NX的圖檔，作為優(yōu)化的參考。
3. 流道設(shè)計(jì)
FLOW-3D (x) 能夠直接讀取 NX 的prt圖文件，直接抓取特征參數(shù)并且進(jìn)行計(jì)算，因此在流道設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)可能發(fā)生的錯(cuò)誤。
FLOW-3D (x) 讀取NX的prt圖檔并沒(méi)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(nèi)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。
4. 操作流程
5. FLOW-3D 基本設(shè)定
為了減少計(jì)算量，采用圖面左右對(duì)稱(chēng)的方式進(jìn)行計(jì)算。
以下為設(shè)定重點(diǎn)：
NX 的 prt (runner.prt + runner.stl) 必須與其他圖面 cavity.stl 放在同一個(gè) FLOW-3D 目錄下
設(shè)定鑄件中心為對(duì)稱(chēng)
在流道入口端建立兩個(gè) flux surface。分別是 flux surface 1 & flux surface 2
計(jì)算結(jié)果會(huì)抓取通過(guò) flux surface 的流量
6.
展開(kāi) 流道設(shè)計(jì)
本人對(duì)塑膠模具的流道設(shè)計(jì)和冷卻管道很感興趣，誰(shuí)有資料共享一下哈！
ANSYS-Fluent在兩級(jí)永磁螺桿空壓機(jī)內(nèi)部流道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
既然兩級(jí)空壓機(jī)的性能更加突出，那么對(duì)兩級(jí)之間的流道設(shè)計(jì)也是整個(gè)兩級(jí)空壓機(jī)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，如何設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的內(nèi)部流道呢？我們可以從理論分析與有限元仿真相結(jié)合的方法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
圖1 流道截面圖
首先利用流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)其流道初步設(shè)計(jì)，圖1是公司的某款兩級(jí)壓縮的內(nèi)部流道的截面三維圖。內(nèi)部流道氣流是否順暢、渦流是否存在、局部壓力損失大小、如何進(jìn)一步優(yōu)化，這些問(wèn)題只靠樣機(jī)試制去解決是很困難的，而且試制成本也會(huì)增加。而利用有限元分析軟件對(duì)初始模型進(jìn)行分析，就能找到解決問(wèn)題的辦法。
以上圖2為流道中心截面風(fēng)速分布圖
借助有限元仿真軟件ANSYS-Flunet對(duì)其流道模型進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，最終得到流道內(nèi)部靜壓分布及流速分布。圖2為流道中心截面靜壓分布與氣流分布圖，從圖中可以看出，流道內(nèi)部靜壓分布較為均勻，下方與中部氣流順暢，沒(méi)有壓力突變，而在截面上方存在壓力突變處，結(jié)合流速分布發(fā)現(xiàn)上方存在渦流，此處局部壓力損失最大，需要改進(jìn)結(jié)構(gòu)減小渦流大小，進(jìn)一步減少能量損失。
圖3 流道內(nèi)部速度流線分布圖
圖3整個(gè)流道速度流線分布圖，進(jìn)一步反映出流道內(nèi)部氣流分布情況，與截面分布圖相似，圖中上方存在渦流，存在能量損失。下方與中部氣流順暢能很好的從一級(jí)排氣口進(jìn)入二級(jí)進(jìn)氣口。經(jīng)過(guò)對(duì)流道內(nèi)部流場(chǎng)分析我們找到此結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，進(jìn)一步指導(dǎo)設(shè)計(jì)，優(yōu)化模型進(jìn)而得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，做出性能更優(yōu)、能效果更好的產(chǎn)品。
展開(kāi) 塑膠模具設(shè)計(jì)中熱流道的作用
首先必須讓客戶(hù)了解熱流道的封膠位，它包括熱咀與分流板的封膠、熱咀與模具A板的封膠、主射咀與面板的封膠、閥針與閥針導(dǎo)套的封膠以及主射咀與熱流板的封膠。
● 熱流道的維護(hù)和保養(yǎng)。要讓客戶(hù)認(rèn)識(shí)到，一旦熱流道出了問(wèn)題，就必須將其從模具上拆下來(lái)進(jìn)行修理，這個(gè)過(guò)程至少要8個(gè)小時(shí)。對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，其損失的費(fèi)用大約是熱流道供應(yīng)商的10倍。因此，由專(zhuān)人專(zhuān)職或兼職人員維護(hù)好熱流道非常重要。
今天分享就到這里啦！現(xiàn)在有很多學(xué)習(xí) UG模具設(shè)計(jì)的小伙伴越來(lái)越多，我會(huì)持續(xù)分享模具設(shè)計(jì)的干貨和技術(shù)資料，希望你們能在這行業(yè)發(fā)光發(fā)熱。關(guān)注我不迷路~~
展開(kāi) 塑膠模具設(shè)計(jì)中熱流道的作用
這是因?yàn)椋瑹?em>流道幫助企業(yè)在注塑生產(chǎn)中消滅了水口。多數(shù)情況下，水口不可能被回用。有時(shí)，水口的重量與產(chǎn)品的重量幾乎差不多，如果采用傳統(tǒng)的水口注塑方式，就意味著所浪費(fèi)掉的原料與產(chǎn)品所使用的原料一樣多。以此推算，使用熱流道后，可以節(jié)約30%～50%的原料。
另外，熱流道還有助于減少模具的磨損，延長(zhǎng)模具的壽命。一般情況下，熱流道模具的使用壽命是細(xì)水口模具的2倍。
雖然熱流道的組成比較簡(jiǎn)單，但其每一組成部分都起著很重要的作用。通常，品質(zhì)好的熱流道對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料的要求都很高。就先銳熱流道而言，所選用的加熱器及感溫線全部從韓國(guó)進(jìn)口，所使用的鋼材全部是日本進(jìn)口材料，這些是確保熱流道品質(zhì)的前提條件。
另外，熱流道供應(yīng)商還需要根據(jù)客戶(hù)的塑料制品以及所使用的模具情況來(lái)幫助客戶(hù)設(shè)計(jì)、安裝適合的熱流道系統(tǒng)。先銳擁有來(lái)自韓國(guó)的資深熱流道專(zhuān)家，他們能根據(jù)客戶(hù)的產(chǎn)品情況，設(shè)計(jì)出合理的解決方案，以確保熱流道系統(tǒng)在注塑加工中能發(fā)揮最大效率。
例如，在提供上海通用汽車(chē)門(mén)板注塑用熱流道的設(shè)計(jì)中，在充分考慮門(mén)板所用材料的基礎(chǔ)上來(lái)選擇熱流道的相關(guān)部件。
如果門(mén)板用PP材料，通常采用3點(diǎn)熱流道即可，即用Y形分流板和3個(gè)熱咀，這一方案在保證制品成型質(zhì)量的前提下，大大降低了制造成本；如果門(mén)板使用防火ABS材料時(shí)，就必須使用5點(diǎn)熱流道，即用特制的分流板和5個(gè)熱咀，以確保制品的順利成型。
在安裝熱流道時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：
● 全檢熱流道，包括所有的尺寸、電阻、數(shù)量；
● 全檢模具與熱流道相關(guān)部分的尺寸；
● 裝面板前，必須用溫控器仔細(xì)地檢測(cè)熱流道，確認(rèn)其正常工作后，才能上機(jī)操作；
● 生產(chǎn)前，必須用萬(wàn)用表對(duì)熱流道進(jìn)行終檢，否則不允許開(kāi)機(jī)；
● 合模前必須空射，空射時(shí)用紙板把B板模具遮住，然后再合模試模。
展開(kāi) 塑膠模具設(shè)計(jì)中熱流道的作用！
通常，品質(zhì)好的熱流道對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料的要求都很高。就先銳熱流道而言，所選用的加熱器及感溫線全部從韓國(guó)進(jìn)口，所使用的鋼材全部是日本進(jìn)口材料，這些是確保熱流道品質(zhì)的前提條件。
另外，熱流道供應(yīng)商還需要根據(jù)客戶(hù)的塑料制品以及所使用的模具情況來(lái)幫助客戶(hù)設(shè)計(jì)、安裝適合的熱流道系統(tǒng)。先銳擁有來(lái)自韓國(guó)的資深熱流道專(zhuān)家，他們能根據(jù)客戶(hù)的產(chǎn)品情況，設(shè)計(jì)出合理的解決方案，以確保熱流道系統(tǒng)在注塑加工中能發(fā)揮最大效率。例如，在提供上海通用汽車(chē)門(mén)板注塑用熱流道的設(shè)計(jì)中，在充分考慮門(mén)板所用材料的基礎(chǔ)上來(lái)選擇熱流道的相關(guān)部件。
如果門(mén)板用PP材料，通常采用3點(diǎn)熱流道即可，即用Y形分流板和3個(gè)熱咀，這一方案在保證制品成型質(zhì)量的前提下，大大降低了制造成本；如果門(mén)板使用防火ABS材料時(shí)，就必須使用5點(diǎn)熱流道，即用特制的分流板和5個(gè)熱咀，以確保制品的順利成型。
在安裝熱流道時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：
● 全檢熱流道，包括所有的尺寸、電阻、數(shù)量；
● 全檢模具與熱流道相關(guān)部分的尺寸；
● 裝面板前，必須用溫控器仔細(xì)地檢測(cè)熱流道，確認(rèn)其正常工作后，才能上機(jī)操作；
● 生產(chǎn)前，必須用萬(wàn)用表對(duì)熱流道進(jìn)行終檢，否則不允許開(kāi)機(jī)；
● 合模前必須空射，空射時(shí)用紙板把B板模具遮住，然后再合模試模。
為了幫助客戶(hù)正確使用熱流道，熱流道供應(yīng)商應(yīng)對(duì)客戶(hù)進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括：
● 熱流道的基本原理。熱流道通過(guò)電加熱的方式，使流道里的塑料保持熔融狀態(tài)。在此，需要特別向客戶(hù)強(qiáng)調(diào)的是，熱流道在模具里工作時(shí)，需要具有良好的保溫措施，為此，在制作分流板腔時(shí)不可用方鐵替代，這一點(diǎn)在注塑成型中是很重要的。
● 學(xué)會(huì)正確安裝、拆卸熱流道。
展開(kāi) 模具設(shè)計(jì):如果你設(shè)計(jì)遇到瓶頸，不妨看看這15條流道設(shè)計(jì)重點(diǎn)!
十五.使用塑料的考慮
黏度較高或L/t比較短的塑料避免使用過(guò)長(zhǎng)或過(guò)小尺寸的流道。
我是模具設(shè)計(jì)劉老師，正在學(xué)習(xí)UG模具設(shè)計(jì)需要系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料的，加我微信：KKLS1206回復(fù)UG免費(fèi)領(lǐng)取，祝大家學(xué)有所成，致以所用~
Moldex3D模流分析之抬頭顯示器反光板之蒸鍍治具模具及成形效率優(yōu)化
日芯科技團(tuán)隊(duì)在模具設(shè)計(jì)前期即透過(guò)Moldex3D協(xié)助檢視及改善問(wèn)題，確保治具的平整度，將變形量能降到最低，提升成型效率，降低模具成本及未來(lái)量產(chǎn)時(shí)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
挑戰(zhàn)
產(chǎn)品平整度
降低開(kāi)發(fā)成本
解決方案
藉由Moldex3D的模擬輔助，日芯團(tuán)隊(duì)能快速地了解并評(píng)估模具設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品平坦度的影響。日芯團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Moldex3D分析多組主、副流道設(shè)計(jì)、灌點(diǎn)位置及水路設(shè)計(jì)方案，從中獲得最佳設(shè)計(jì)組合。此外，日芯工程師也使用Moldex3D量測(cè)結(jié)點(diǎn)曲線精靈評(píng)估產(chǎn)品變形量，確保產(chǎn)品平整度。同時(shí)，Moldex3D模擬也能考慮材料對(duì)變形量的影響，優(yōu)化產(chǎn)品成型
效益
改善產(chǎn)品平整度近85%
減少昂貴的修模及設(shè)計(jì)變更成本
減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間
案例研究
本案例之治具產(chǎn)品分為兩個(gè)組件：本體及上蓋(圖一)，二者體積差異極大，且必須共模成型。
圖一 本案例治具產(chǎn)品包括本體(左)與上蓋(右)兩個(gè)組件
決定治具設(shè)計(jì)后，日芯團(tuán)隊(duì)首先預(yù)測(cè)可行的模具結(jié)構(gòu)，包含兩版模及三版模的模型。分析包括各種流道及澆口設(shè)計(jì)(圖二)，并以量測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)測(cè)量平坦度及收縮距離(圖三)。此分析目的是希望得到高效率的充填，以及可縮短周期、縮小產(chǎn)品變形的流動(dòng)路徑方案。
圖二 不同的流道與澆口設(shè)計(jì)
圖三 以量測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)測(cè)量平坦度(左)及收縮距離(右)
根據(jù)平坦度及收縮距離結(jié)果，以及考慮上蓋和下蓋必須共模成型，因此澆口設(shè)計(jì)上必須保留足夠的空間給上蓋。最后選擇的流道設(shè)計(jì)如圖四所示。
圖四 最終決定的流道設(shè)計(jì)
接下來(lái)日芯團(tuán)隊(duì)希望決定適合的冷卻水路設(shè)計(jì)。在進(jìn)行多組不同的水路設(shè)計(jì)模擬后(圖五)，日芯發(fā)現(xiàn)水路對(duì)于產(chǎn)品平坦度及收縮距離的影響并不大。因此在考慮模具結(jié)構(gòu)的情形下，決定選擇Run 16作為最終的水路設(shè)計(jì)。
展開(kāi) Moldex3D模流分析之提供正瀚家電空調(diào)面板優(yōu)化方案提升OEM設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)力
挑戰(zhàn)
近年來(lái)分離式空調(diào)蔚為主流，由于空調(diào)外型需符合美觀與輕量需求，所以在空調(diào)面板的設(shè)計(jì)多以輕薄為主。以空調(diào)外殼這類(lèi)大型件來(lái)說(shuō)，多半采用多點(diǎn)進(jìn)澆方式，所以在流動(dòng)平衡性以及產(chǎn)品變形上不易掌控，容易造成翹曲問(wèn)題。
解決方案
多澆口位置優(yōu)化設(shè)定：比較不同的流道和澆口設(shè)計(jì)的流動(dòng)結(jié)果，以獲得最佳多澆口與流道設(shè)計(jì)。
控制單一變形方向以及達(dá)到較小變形量：透過(guò)Moldex3D精準(zhǔn)的模流分析，進(jìn)行可以獲得變形方向一致且變形量較小的優(yōu)化流道設(shè)計(jì)。
效益
正瀚家電目前已將Moldex3D模流分析軟件視為模具設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)工具，其精準(zhǔn)的模流分析結(jié)果更成為有效說(shuō)服客戶(hù)進(jìn)行模具優(yōu)化的優(yōu)質(zhì)工具，不但可以有效降低試模次數(shù)與開(kāi)模風(fēng)險(xiǎn)，更可以進(jìn)一步為每一項(xiàng)產(chǎn)品與模具建立設(shè)計(jì)規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)，成功開(kāi)發(fā)更多的新客戶(hù)，提升OEM接單競(jìng)爭(zhēng)力。
案例分析
在模流分析的過(guò)程中，有許多部分是可依據(jù)不同觀點(diǎn)和需求另外提出討論，就模具制造廠商的角度而言，由于模具制造時(shí)間受限于上市時(shí)程，因此明確的分析重點(diǎn)是客戶(hù)在短時(shí)間內(nèi)成功解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
以下為正瀚家電分離式空調(diào)外殼設(shè)計(jì)優(yōu)化案例，透過(guò)Moldex3D精密的模流計(jì)算，正瀚家電得以進(jìn)行模具設(shè)計(jì)驗(yàn)證，針對(duì)客戶(hù)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，再依據(jù)分析結(jié)果選出最佳設(shè)計(jì)方案。
不同流道與進(jìn)澆位置評(píng)估：流動(dòng)平衡與變形問(wèn)題的優(yōu)化方案
針對(duì)像案例中的大型平面產(chǎn)品，為了要克服流動(dòng)平衡以及產(chǎn)品翹曲問(wèn)題，Moldex3D提出流動(dòng)平衡優(yōu)化方案；根據(jù)不同的流道設(shè)計(jì)方案(見(jiàn)圖一)，Moldex3D真實(shí)三維分析軟件皆可提供精準(zhǔn)的分析結(jié)果比較，從圖二中流動(dòng)波前 90％的比較圖可以得知，方案四的流動(dòng)設(shè)計(jì)較佳。得到流動(dòng)平衡的評(píng)估數(shù)據(jù)篩檢出平衡性較佳的方案，在進(jìn)行變形量的比較，目標(biāo)以空調(diào)面板兩側(cè)變形方向一致變形量較小為相對(duì)性?xún)?yōu)化的選擇。
展開(kāi) Moldex3D模流分析之如何應(yīng)用熱流道穩(wěn)態(tài)分析改善多模穴成型流動(dòng)平衡
Moldex3D 針對(duì)熱流道系統(tǒng)仿真量身打造的解決方案──熱流道穩(wěn)態(tài)分析(Hot Runner Steady, HRS)，可支持復(fù)雜熱流道和進(jìn)階熱流道模塊的快速分析，并協(xié)助使用者優(yōu)化多模穴的熱流道設(shè)計(jì)，評(píng)估該熱流道系統(tǒng)的流動(dòng)行為，例如流率及流動(dòng)平衡比。熱流道穩(wěn)態(tài)分析不需模擬模穴內(nèi)流動(dòng)，即可提升迭代計(jì)算效率，達(dá)到改善熱流道設(shè)計(jì)的目的，因此可大幅減少分析時(shí)間。以下將深入說(shuō)明如何應(yīng)用熱流道穩(wěn)態(tài)分析。
應(yīng)用一：在不須模擬模穴的情況下，使用熱流道穩(wěn)態(tài)分析優(yōu)化熱流道設(shè)計(jì)：
步驟1：新增射出成形項(xiàng)目，網(wǎng)格模型必須含有進(jìn)澆點(diǎn)、模穴與熱流道。雖然熱流道穩(wěn)態(tài)分析會(huì)忽略模穴的計(jì)算，但使用者仍必須在項(xiàng)目中提供模穴。
注：用戶(hù)必須擁有進(jìn)階熱流道模塊的授權(quán)，才可在計(jì)算參數(shù)內(nèi)設(shè)置熱流道穩(wěn)態(tài)功能與啟動(dòng)相關(guān)計(jì)算
步驟2：在計(jì)算參數(shù)內(nèi)的熱流道穩(wěn)態(tài)分析下指定入料口流率、收斂精度及各澆口壓力。
注：在CAE模式下，入料口流率的默認(rèn)值為模穴體積除以填充時(shí)間；在機(jī)臺(tái)模式下，入料口流率的默認(rèn)值則為模穴體積除以行程時(shí)間。
注：熱流道澆口壓力代表該澆口所受到的外部流動(dòng)阻力(預(yù)設(shè)為0MPa)，建議使用者可先試行一組單模穴分析(不需包含流道系統(tǒng)，只需指定進(jìn)澆點(diǎn))，取得澆口壓力結(jié)果后代入熱流道穩(wěn)態(tài)分析的澆口壓力設(shè)定。這種做法可獲得更精確的預(yù)測(cè)，并節(jié)省分析時(shí)間。
步驟3：于分析順序設(shè)定內(nèi)選擇熱流道穩(wěn)態(tài)分析，開(kāi)始分析。
步驟4：開(kāi)啟熱流道穩(wěn)態(tài)結(jié)果記錄文件，檢查各澆口流率與流動(dòng)平衡比，根據(jù)這兩項(xiàng)結(jié)果進(jìn)一步修改熱流道幾何與配置，例如更改特定區(qū)域熱流道直徑或流道長(zhǎng)度，以獲得更為平衡的流動(dòng)。
注：熱流道穩(wěn)態(tài)分析提供多種分析結(jié)果，對(duì)于此做法來(lái)說(shuō)，較為關(guān)鍵的結(jié)果是流率與流動(dòng)平衡比
步驟5：修改熱流道設(shè)計(jì)后重復(fù)步驟1至4。
展開(kāi) Moldex3D模流分析之一次解決電子零件的流動(dòng)不平衡、縫合線及包封問(wèn)題
最后圜達(dá)團(tuán)隊(duì)決定采用S型流道，來(lái)改善流動(dòng)不平衡問(wèn)題(圖六)。
圖六 新的S型流道設(shè)計(jì)
多模穴模具若達(dá)到流道平衡，每個(gè)模穴就會(huì)在同樣的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行充填和保壓。增加模穴有助于提高產(chǎn)能，因此對(duì)于多模穴模具而言，流道平衡顯得至關(guān)重要。圜達(dá)團(tuán)隊(duì)以Moldex3D評(píng)估新的流道設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)包括流動(dòng)不平衡(圖七)、高剪切應(yīng)力和過(guò)長(zhǎng)的成型時(shí)間等原本困擾團(tuán)隊(duì)的問(wèn)題，都已成功解決。
圖七 流動(dòng)不平衡問(wèn)題已顯著改善
在改為S型流道后，剪切應(yīng)力也從原本的7MPa降至3MPa(圖八a)，最大冷卻時(shí)間也從8秒降為5秒(圖八b)。
圖八 (a)剪切應(yīng)力成功降低；(b)成型周期成功縮短
此外，S型流道系統(tǒng)更幫助節(jié)省了11%的原料，降低生產(chǎn)成本(圖九)。
圖九 原始設(shè)計(jì)(左)與設(shè)計(jì)優(yōu)化(右)之后的流道重量比較
然而若只變更流道系統(tǒng)，卻無(wú)法解決縫合線和包封問(wèn)題。此外還有背部0.03至0.05深的凹孔必須解決(圖十a(chǎn))，以及須將外觀更改為外部四個(gè)頂針(圖十b)以解決縫合線和包封問(wèn)題。
圖十 消除背部凹孔(a)及變更為外部四個(gè)頂針(b) 的最終優(yōu)化設(shè)計(jì)
實(shí)際制造后的產(chǎn)品顯示，縫合線位置已移動(dòng)道產(chǎn)品上方(圖十一紅圈處)，比原始設(shè)計(jì)改善許多。實(shí)際驗(yàn)證后也發(fā)現(xiàn)與模擬結(jié)果高度相符。
圖十一 模擬的流動(dòng)波前趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度相符
進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，有凹孔的原始設(shè)計(jì)呈現(xiàn)明顯的縫合線(圖十二紅圈處)。在消除凹孔并更改頂針設(shè)計(jì)后，新的設(shè)計(jì)就達(dá)到了制造所需的質(zhì)量。
圖十二 原始設(shè)計(jì)(左)與設(shè)計(jì)優(yōu)化(右)后的縫合線比較
結(jié)果
Moldex3D可幫助圜達(dá)團(tuán)隊(duì)以更低的成本進(jìn)行試模工作，并早期診斷流動(dòng)不平衡、縫合線及包封等成型缺陷，最后成功省下制造成本、降低制造風(fēng)險(xiǎn)。
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