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完成設(shè)計(jì)變更組1后，再次利用Moldex3D進(jìn)行模擬分析后，獲得以下結(jié)果和結(jié)論： • 降低了水溫，使溫差增大，冷卻效率提升且冷卻時(shí)間縮短，但公母模溫加大，也提升翹曲變形可能性。 • 改變進(jìn)澆位置無法改善翹曲變形，再加上采用低模溫可能使翹曲加大，因此改采修正產(chǎn)品肉厚方式進(jìn)行第二組設(shè)變。

為了要提升產(chǎn)品精度，首先，臺(tái)科大團(tuán)隊(duì)透過Moldex3D專家分析模塊進(jìn)行DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法分析，找出最佳成型參數(shù)組別，將質(zhì)量因子設(shè)定為『最終總變形量』，再選擇四個(gè)與收縮有關(guān)的控制因子，分別為：模具溫度、熔膠溫度、保壓壓力和冷卻時(shí)間(圖二)。透過軟件分析各因子對(duì)隱形眼鏡殼模變形的影響，得到最佳參數(shù)組別，并可得知得知B因子- 塑料溫度為重要影響參數(shù) (圖三)。

輸出熱位移：勾選此項(xiàng)目來在翹取結(jié)果輸出熱位移項(xiàng)目，也就是計(jì)算純粹在頂出后才產(chǎn)生的變形量以評(píng)估冷卻過程的效用。 纖維強(qiáng)化材料選項(xiàng) (Fiber-Reinforced Material Option) Moldex3D可進(jìn)步地分析纖維強(qiáng)化材料（由塑料和纖維復(fù)合而成）的翹曲變形。

△Inkbit展臺(tái)在本次的Formnext 2022展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，麻省理工學(xué)院 CSAIL 孵化的3D打印創(chuàng)業(yè)公司 Inkbit展示了其多材料噴墨 3D 打印機(jī)Inkbit Vista。這款設(shè)備基于MIT專有的視覺控制噴射技術(shù)運(yùn)行，是一臺(tái)提供打印過程閉環(huán)反饋控制的 3D 打印機(jī)。使用專有的 3D 掃描系統(tǒng)在沉積后生成每一層的圖像。來自每一層的掃描數(shù)據(jù)與源零件幾何形狀結(jié)合使用以生成下一層。

這個(gè)正確的設(shè)計(jì)方案提供給3D金屬打印進(jìn)行模具加工，并大幅改善了翹曲變形問題。

本文主要聚焦于陶瓷粉體積層制造方法應(yīng)用于一體形精密鑄造用陶殼模鑄模的關(guān)鍵殼模設(shè)計(jì)參數(shù)，并整合3D打印無形狀限制優(yōu)勢(shì)進(jìn)行鑄造模擬及方案設(shè)計(jì)技術(shù)，探討不均厚陶殼模鑄模設(shè)計(jì)對(duì)于控制鑄件各區(qū)塊的凝固速度，藉此達(dá)到預(yù)測(cè)分析精密鑄造過程中金屬液凝固行為/方向及縮孔缺陷形成的關(guān)鍵影響因素，提供發(fā)展3D打印陶殼模鑄模的研究開發(fā)基礎(chǔ)。

若冷卻設(shè)計(jì)不當(dāng)，如水路管徑太小、水路數(shù)量太少、距離塑件太遠(yuǎn)等，冷卻系統(tǒng)將會(huì)使成型時(shí)間拉長，增加成本；而冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑件的翹曲變形。 案例成果分析此案例完成分析結(jié)果確認(rèn)水路設(shè)計(jì)，并開始執(zhí)行完成3D 金屬打印模仁后，正式進(jìn)行射出成型實(shí)務(wù)驗(yàn)證。本次使用3D 金屬打印設(shè)備OPM250，打印尺寸240*240*150mm 的母模仁。

遇到的打印問題還與每種材料的溫度和性能有關(guān)。PLA 的熔化溫度低于 ABS，因此，當(dāng)零件的 3D 打印過程完成時(shí)，各層固化的熱變化較低。但是，由于 ABS 需要更高的溫度才能熔化，因此在冷卻零件時(shí)會(huì)出現(xiàn)更突然的變化。這種熱收縮會(huì)導(dǎo)致零件變形。最常見的問題之一是翹曲，其中零件的末端會(huì)收縮、從托盤上脫離并變形。

挑戰(zhàn) ? 長條形產(chǎn)品容易產(chǎn)生流動(dòng)不平衡現(xiàn)象 ? 變形范圍為須控制在水平方向0.4mm以內(nèi)、垂直方向0.8mm以內(nèi) ? CIS支架變形將導(dǎo)致產(chǎn)品脫膠 解決方案 藉由Moldex3D FEA接口功能整合LS-DYNA，光寶科技無須支出試模成本，即完成進(jìn)澆位置及成型條件優(yōu)化，成功降低產(chǎn)品翹曲量。

本案例中，云科大團(tuán)隊(duì)研究由包覆射出成型拓展至共射出成型，以找出翹曲變形的物理機(jī)制。在多材質(zhì)包覆成型制程中，不均勻的體積收縮、積熱和散熱等因素，可能造成內(nèi)凹或外擴(kuò)等不同方向的翹曲，因此必須要加以控制翹曲量。另外在共射成型中，翹曲情形受到核心料穿透距離影響甚巨。若核心料穿透距離大于臨界值，就能夠大幅改善翹曲情形。

本案例中，云科大團(tuán)隊(duì)研究由包覆射出成型拓展至共射出成型，以找出翹曲變形的物理機(jī)制。在多材質(zhì)包覆成型制程中，不均勻的體積收縮、積熱和散熱等因素，可能造成內(nèi)凹或外擴(kuò)等不同方向的翹曲，因此必須要加以控制翹曲量。另外在共射成型中，翹曲情形受到核心料穿透距離影響甚巨。若核心料穿透距離大于臨界值，就能夠大幅改善翹曲情形。

本案例中，云科大團(tuán)隊(duì)研究由包覆射出成型拓展至共射出成型，以找出翹曲變形的物理機(jī)制。在多材質(zhì)包覆成型制程中，不均勻的體積收縮、積熱和散熱等因素，可能造成內(nèi)凹或外擴(kuò)等不同方向的翹曲，因此必須要加以控制翹曲量。另外在共射成型中，翹曲情形受到核心料穿透距離影響甚巨。若核心料穿透距離大于臨界值，就能夠大幅改善翹曲情形。

最后再于Moldex3D以相同成型條件進(jìn)行分析。 圖五 綠色部分為Moldex3D導(dǎo)出之翹曲模型；藍(lán)色部分為反變形模型 反變形模型的分析結(jié)果如圖六所示，總位移處的翹曲約2.19至12.85毫米，與原模型之翹曲趨勢(shì)及量值相似。 圖六 反變形設(shè)計(jì)總位移(放大兩倍) 最后，藉由模型輸出，將原始與反變形模型之翹曲前后進(jìn)行迭圖。

部分客戶的模具制造商較缺乏模擬技術(shù)管道，現(xiàn)在已可以利用Moldex3D找出最優(yōu)化的模具設(shè)計(jì)和冷卻水路配置，并縮短成型周期。」 挑戰(zhàn) • 翹曲變形 • 真圓度 解決方案 利用Moldex3D DOE模塊找出最優(yōu)化的制程設(shè)定，以改善翹曲和線性收縮。

圖二 KOPLA不斷變更澆口位置設(shè)定，并個(gè)別進(jìn)行翹曲變形的模擬決定澆口位置后，KOPLA利用Moldex3D FEA Interface將翹曲的模擬結(jié)果，包括纖維配向、元素計(jì)算結(jié)果輸出至ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，以觀察產(chǎn)品組裝后的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。由仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的平整面發(fā)生翹曲，而利用模具反變形可以補(bǔ)償位移帶來的組裝問題，因此組裝的孔洞位置將與預(yù)期相同。

8.先進(jìn)評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用要準(zhǔn)確分析和控制翹曲變形，需要借助先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和方法。國高材分析測(cè)試中心提供全面的翹曲評(píng)價(jià)測(cè)量解決方案，包括采用3D輪廓掃描儀進(jìn)行產(chǎn)品表面三維形貌快速獲取、二次元影像量測(cè)儀實(shí)現(xiàn)精密尺寸檢測(cè)，以及TMA（熱機(jī)械分析儀）評(píng)價(jià)材料線膨脹系數(shù)，從而預(yù)測(cè)原材料在熱過程中引發(fā)翹曲的傾向。

部分客戶的模具制造商較缺乏模擬技術(shù)管道，現(xiàn)在已可以利用Moldex3D找出最優(yōu)化的模具設(shè)計(jì)和冷卻水路配置，并縮短成型周期。」挑戰(zhàn)· 翹曲變形· 真圓度解決方案利用Moldex3D DOE模塊找出最優(yōu)化的制程設(shè)定，以改善翹曲和線性收縮。

本案例的高分子復(fù)合材料儲(chǔ)罐由罐體和封頭組成，封頭中的螺紋孔結(jié)構(gòu)之成型精度控制，是整個(gè)制程中的關(guān)鍵；而澆口設(shè)計(jì)則是影響螺紋孔精度的主因。本案例探討使用Moldex3D決定較佳的澆口設(shè)計(jì)，以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。

我們的非線性翹曲分析中也將導(dǎo)入挫屈分析的特征向量，作為觸發(fā)非線性特性的缺陷。 以「非線性翹曲分析」進(jìn)行翹曲預(yù)測(cè) Moldex3D針對(duì)使用者的翹曲分析需求，推出新的求解器「非線性翹曲分析」。在此求解器中，使用者只須選擇「非線性翹曲功能」項(xiàng)目，軟件進(jìn)行分析時(shí)即會(huì)自動(dòng)考慮非線性幾何效應(yīng)。 以下先用一個(gè)簡單的例子來說明考慮幾何非線性的影響。

再以冷卻分析結(jié)合翹曲分析評(píng)估傳統(tǒng)水路與隨型冷卻二者在模具制造成本與量產(chǎn)時(shí)冷卻時(shí)間的縮減、質(zhì)量穩(wěn)定性的提升的生產(chǎn)成本與效益評(píng)估。誠如上面所述，全面使用3D打印技術(shù)制造模具正在快速改變模具制造的風(fēng)貌，并且引領(lǐng)隨型冷卻水路的普遍化。