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非匹配网格技术已涵盖全模座分析!
[作者 科盛科技]   2018年08月14日 星期二 浏览人次: [3103]


塑胶成型模拟技术的发展演进,是从模拟产品的充填开始,接着扩大到流道、浇囗的充填类比,再到水路系统的冷却模拟,再考虑到嵌件的影响,最终考虑到整个模座。而随着产业的高度竞争,真实模座模拟的需求越来越强烈。模具设计的优劣对於产品的良率影响巨大。


举例而言,水路系统的配置影响到每块范本能否有均匀的温度,若范本温度不够均匀,容易造成范本变形,使产品容易形成毛边,影响良率。另一个例子是:塑件充填模拟可预测潜在的包封位置,而当模具在这些位置附近有适当的分模线、分模面,有设置顶针、滑块等模具机构,就能有良好的逃气空间来避免包封甚至烧痕等问题发生。


一般进阶的使用者需要非常精细的模拟分析结果,因此需要建构出非常完整的模具网格。而为了建构出每个零元件间都能互相匹配的实体网格,通常需要有经验的使用者花费大量时间和力进行网格制作,因此能确实执行全模座模拟分析的案例并不多。


在进行模拟分析时,运用Moldex3D前处理器可以汇入全模座的几何模型,针对每个模具零元件进行精细的网格制作。从Moldex3D R14.0版本开始支持塑件与塑件嵌件接触面的非匹配网格模拟,可获得连续性的分析结果,让使用者不必再耗费过多的时间和精神在匹配网格上;Moldex3D R15.0又进一步扩充非匹配网格功能,塑件和塑件嵌件、模座交界面的实体网格可自动生成。


而在最新版的Moldex3D R16中,更扩充了非匹配网格功能来支援模座嵌件(Mold Insert)和新增的范本(Mold Plate)属性,包括固定侧(Fixed)范本及可动侧(Movable)范本,再藉由非匹配网格技术的运用,自动产生全模座实体网格,实现全模座分析的实用化。


以下说明以非匹配网格模拟全模座模型的操作案例。


1.整理及简化全模座模型:通常模具设计会有许多细小零件,对於模拟分析影响很小。为了减少网格元素量及分析的时间,可以在CAD系统先简化模型,例如移除螺丝、填平螺丝孔等。


2.汇入整理好的模型至Moldex3D Designer BLM,并设定属性:将塑件、流道、水路、镶块等属性逐一设定好,并运用新的范本属性来设定固定侧范本及可动侧范本。後续可方便对设定好属性的物件做显示及隐藏(图1)。



图1 : 全模座模型与范本属性设定
图1 : 全模座模型与范本属性设定

3.进行洒点:从模穴、镶块到范本,依顺序对物件洒点。新增的洒点机制会将模穴或模座嵌件物件边的洒点资讯自动带到镶块或范本的相邻边。此机制可提升多物件全模座模型的洒点效率,并减少相邻物件洒点密度差异过大的问题(Size gap) (图2)。



图2 : 三个步骤依序洒点,并将洒点资讯带到下一个物件的分析
图2 : 三个步骤依序洒点,并将洒点资讯带到下一个物件的分析

4.建立实体网格:按下生成实体网格按钮,全模座模型的实体网格便自动产生。



图3 : 全模座模型的实体网格剖面图
图3 : 全模座模型的实体网格剖面图

5.输出MFE档:存档前会自动进行检查,若有网格干涉的问题会跳出警告。非匹配网格技术虽可允许少量干涉情形,但大量干涉有可能是未挖空管道的错误,必须修正以免後续模拟分析发生问题(图4)。



图4 : 网格输出时的网格干涉检查
图4 : 网格输出时的网格干涉检查

6.进行模流分析:本案例产品原料为PC,范本的材料是M315 EXTRA,预设熔胶温度和模温分别为290 。C和105 。C。观察固定侧范本及可动侧范本的模温,可以看到非匹配网格模型的温度连续性很好,热量可有效传递到不同的范本(如图5)。



图5 : 镶块及范本的温度分布
图5 : 镶块及范本的温度分布

Moldex3D R16推出的全模座分析,运用到全模座模型的真实模具设计资料,新增范本属性让使用者定义固定侧范本及可动侧范本,并提供先进非匹配网格技术,让全模座实体网格可快速生成。更完整的模具分析结果,可提供客户更多模具设计所需要的模拟资讯,减少试模次数,可有效协助现场模具开发的速度及提升产品良率。


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