热流道分析效率大跃进 加速开发周期

in Top Story on 8 月 14, 2015

流道平衡一直是模具开发的重点,同时也是一大挑战由于高分子流体流动时,会在流道壁上产生一层固化层,导致流动截面积变小。而影响固化层厚度因素很多,包括射出速度、模温、材料特性…等,再加上流道管径与布置不同,加剧流道平衡的难度。

在这些因素交互作用下,模具制造者很难从理论中获得解决办法,往往只能仰赖试误方法。

为了取得流动平衡,一般有以下两种做法:

  • 加大热流道的几何尺寸,达到模穴内的压力降
  • 调整浇口及流道尺寸,确保热流道的几何对称

由于实际试模会产生高昂成本,目前业界已广泛应用CAE全模型仿真分析法来取代之;只要将产品几何、流道和模穴的模型汇入CAE软件中,就可以进行计算分析。CAE模拟分析不但可以提供热浇道成型中关键的温度分布信息,模具设计工程师也可从中检视制程,提前发现潜在问题。

然而,随着产品间的差异化愈来愈大,热浇道系统也相对复杂,使得CAE全模型仿真分析时间愈来愈长。尤其是多模穴式模具,虽然每个模穴的几何及尺寸相同,但为了符合使用者预期的模穴内压力和流道系统轻量化设计原则,必须反复进行全模块分析试验,才能使每个模穴以相同充填时间完成充填;这样的流程平均一个案例需要经历前后五次以上的设计变更才能达到分析优化,造成生产周期过长。

为了提升热浇道流道系统的分析效率,Moldex3D即将推出突破性创新功能──稳态热流道分析(图一),可以成功缩短仿真热流道系统的分析时间。新功能透过求解器自动取出热浇道部份模型进行稳态流动分析,并提供个别浇口的流率数值,让使用者可以判断流动平衡性,或是做为后续设计变更的参考依据。

moldex3ds-hot-runner-steady-analysis-helps-design-your-most-optimal-hot-runner-system-faster-and-better-1图一  Moldex3D稳态热流道分析

在效率方面,以十六个模穴的热流道系统为例(图二),透过全模块分析需要近一个小时,但经由稳态热流道分析,可将时间缩短至四分钟左右,足足速度提升了近十五倍。在准确度方面,以全模块预测热流道区压降的结果为16.925 MPa,稳态分析所得的结果则为17.346 MPa,二者差距在1MPa内,无明显差异。Moldex3D热浇道解决方案藉由三维实体计算核心加速结果,大幅提高了设变条件分析组数,帮助设计者在有限的开发时间,完成热流道系统设计优化,省下可观的修模与试模成本。

moldex3ds-hot-runner-steady-analysis-helps-design-your-most-optimal-hot-runner-system-faster-and-better-2图二  Moldex3D多模穴案例分析结果比较

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