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異型水路精靈又進一步強化建構異型水路的支持性，讓使用者僅需要繪制2D水路路徑，精靈將會快速投影在產品面形上產生異型水路，優化后的水路能提高冷卻水路的散熱效益、改善產品質量與縮短冷卻時間。

■本案例由宗瑋工業股份有限公司堤供 圖1：模具中模仁傳統水路 圖2：模具中模仁異型水路 圖3：模具模仁溫度剖面分布圖，左為傳統水路，右為異型水路 圖4：翹曲變形總位移的分布情形，左為傳統水路，右為異型水路

所以冷卻水路設計是影響冷卻效率、生產效率以及成本掌控的重要環節，為了得到均勻冷卻效率，Moldex3D提供冷卻分析模塊以及工具，使用者可以透過Moldex3D進行最佳冷卻水路設計，并且提供異型水路精靈讓使用者可以快速建構貼近產品輪廓與深入難以觸及區域的冷卻水路設計，而本次Moldex3D異型水路精靈又進一步強化建構異型水路的支援性，讓使用者僅需要繪制2D水路路徑，精靈將會快速投影在產品面形上產生異型水路

3D 實體水路分析支持eDesign mode 及 Solid/BLM mode生成的網格。使用者需生成水路網格才可進行水路分析，eDesign mode生成的水路網格可使用2D STL 做3D 實體水路分析。然Solid/BLM mode生成的水路網格就必須為3D實體網格才可做3D 實體水路分析。更多水路網格建構細節，請參照前處理章節。

使用者需生成水路網格才可進行水路分析，eDesign mode生成的水路網格可使用2D STL 做3D 實體水路分析。然Solid/BLM mode生成的水路網格就必須為3D實體網格才可做3D 實體水路分析。更多水路網格建構細節，請參照前處理章節。

在擁有實體3D水路以及水路進出口位置的前提下，該功能可協助用戶快速建立水路回路曲線。本文將示范使用工具頁的中心線、連接信道曲線，再透過冷卻水路回路精靈完成水路回路及進出水口設定*。*注：本文所介紹的功能僅供演示目的，冷卻水路回路精靈支持更多樣的建立水路曲線功能。

為了要提高產品良率，欲采用異型水路來提高冷卻效率。由于異型水路成本昂貴，因此在建造新的模具前，鑫銓借助Moldex3D仿真分析軟件來驗證異型水路的成效，以降低生產風險和成本。透過模擬結果，鑫銓發現新的異型水路系統能夠有效解決產品內部的積熱問題，并且有效縮短冷卻時間，改善產品變形。

株式會社松井制作所案例以下的案例將就傳統水路和異型水路設計的冷卻結果作比較。下圖為幾何復雜且厚度變化極大的產品模型。使用異型水路設計將可大幅降低冷卻時間逾33% (10秒)。傳統的冷卻水路無法貼近產品的幾何外形，冷卻效果受到局限，在幾何復雜的產品上尤為明顯。如今，日益月新的制程技術實現了異型水路設計，然而，冷卻系統的驗證和設計仍因產品的復雜度而備受考驗。

為什么使用異型水路?異型水路是一種特殊的冷卻水路設計。冷卻水路的配置可以做到幾何變化非常彈性與復雜。對于射出成型的主要的幫助是可以縮短成型周期時間(可達20 ~ 60%)、提升產品尺寸精度、改善表面凹痕…等。異型水路的定義是指模具內用來進行冷卻或加熱的水路是隨著模具的成品表面保持一定距離，以利有效的控制與管理模具的溫度條件。

研究設計并比較了45種不同尺寸之異型水路，并將最佳結果與傳統水路和無水路系統做比較(圖一)。圖一 左：(a)無水路系統、(b)傳統水路、(c)異型水路的CAD模型右：感應節點設置由第一項評估，可得知最佳的異型水路其冷卻時間可達最短的92.73秒(圖二)，其水路設計具有最小直徑(4mm)和最小的間距(6mm)，水路中心線至產品表面的距離也是最短(8mm)。

?冷卻液水路線條建立及屬性設定 1.建立一個模座網格，并使用線形對象來說明冷卻液水路配置。 2.選取冷卻液的線條并單擊 MDXAttributionSetting。在快顯對話框中，將屬性設定為冷卻液水路，并指定冷卻液水路入口/出口點。 ?冷卻液水路網格建立 單擊 MDXCoolantMesh功能來建立冷卻液水路線條上的網格。

重點：模具成型周期中冷卻時間占成型周期75%以上，所以說水路設計是直接決定產品成型周期和產品質量的最重要的因素。如圖所示：水路設計原則：1，水路中心距控制在水路直徑的3~5倍；2，水路與產品面的中心距控制在1.5~2.5倍。

圖二 原始水路系統的溫度分布圖三 原始水路系統的殘留應力研究團隊采用3D打印的異型冷卻水路來優化冷卻效果，共開發了兩種不同的異型水路，如圖四(a)、(b)。圖四(a)中的設計用異型水路代替了擋板；圖四(b)的設計則是在縫合線附近增加了一個冷卻水路。圖四 異型水路設計與原始設計相較，優化設計冷卻后溫度較低，分布也較均勻(圖五)。

圖二 原始水路系統的溫度分布圖三 原始水路系統的殘留應力研究團隊采用3D打印的異型冷卻水路來優化冷卻效果，共開發了兩種不同的異型水路，如圖四(a)、(b)。圖四(a)中的設計用異型水路代替了擋板；圖四(b)的設計則是在縫合線附近增加了一個冷卻水路。圖四 異型水路設計與原始設計相較，優化設計冷卻后溫度較低，分布也較均勻(圖五)。

接下來進行傳統水路(圖一)制程的仿真，發現在產品軸柄區域有嚴重的積熱現象。圖一 原始水路設計圖二 原始水路設計冷卻分析結果，顯示軸柄區域有積熱現象 為了縮短冷卻時間，Linear AMS更改了水路設計，使水路系統能更貼近產品輪廓(圖三)，軸柄處及產品內外側都有水路經過。設計變更后，再次以Moldex3D進行仿真，分析結果顯示溫度分布均勻度有顯著的改善(圖四)。

圖三 三種不同的冷卻水路設計與模具直接冷卻示意圖 研究匯整五種不同冷卻設計(傳統冷卻層流、傳統冷卻紊流、加熱棒、銅針及噴泉式水路)觀察從198oF降溫至80oF的冷卻效率，由圖四可以得知橘色線噴泉式水路降溫的效率比其他四者的表現好，僅需654秒就可以到達80oF ; 而冷卻效率最差的是使用傳統冷卻以層流方式，需要1796秒才能降溫至80oF。

為什么使用異型水路? 異型水路是一種特殊的冷卻水路設計。冷卻水路的配置可以做到幾何變化非常彈性與復雜。對于射出成型的主要的幫助是可以縮短成型周期時間(可達20 ~ 60%)、提升產品尺寸精度、改善表面凹痕…等。異型水路的定義是指模具內用來進行冷卻或加熱的水路是隨著模具的成品表面保持一定距離，以利有效的控制與管理模具的溫度條件。

Moldex3D可以為連接水路的進水口指定模溫機（見圖3），使用者在沒有流量計的情況下，可以根據手上模溫機規格來設計及驗證對應的水路布局，就可以從模擬知道水路與模溫機之間的關系（見圖4），得到更合理的水路進口條件，不需要再猜測進水口的流量或壓力。除了知道水路分析的水管流量，再配合模溫分析觀察是否達到目標模溫，藉此評估此模溫機是否適用于當前的模具水路。

模溫機與模具水路搭配是否合適呢？射出成型制程中控制模溫的方式，通常是由模溫機提供之冷卻液通過模具，利用冷卻液溫度使模具保持在固定溫度。然而每一副模具的水路設計都不同，為不同設計的水路購買模溫機會產生大量成本，所以要怎么確認目前手上的模溫機可以與水路搭配呢?在回答這個問題之前，我們先要來了解甚么是水路系統。

應用焦點：采異型水路的薄壁杯為具體說明該方法，IPC團隊展示一個薄壁杯的案例。他們用Moldex3D來評估水路配置、直徑與間距，同時透過AI縮短搜索范圍并識別有效設計方案。藉由這套工作流程，所預測的成型周期較傳統配置明顯縮短，成功展現異型水路結合AI，便能以簡易的驗證方式來加速設計優化。圖一、異型水路設計范例IPC團隊的工作流程射出成型的項目往往需要追蹤數十項數據。