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Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题

日期: 2018-08-08
浏览次数: 170

业务挑战:

公司成型时常遇到的问题有以下几点:

    1.以汽车这类大型件来说,多半采用多点进浇方式,所以在流动平衡性以及产品变形上不易掌控,容易造成翘曲问题。

    2.汽车产品外观要求越来越高(如表面凹痕、留痕等),传统的方法只能通过多次反复地试模修模来验证不同的方案以期望达到目标值,延长了产品上市的时间,增加了成本,不利于公司的长期生存发展。

    3.由于公司引进新型多元化产品链,导致在新型产品的成型上比较欠缺,同时也没有一个可参考的标准,导致在此方面遇到的挑战较大。

    为了解决以上问题,提高生产效率,增强公司的市场竞争力,公司决定引进成型模拟软件, Moldex 3D软件以其易操作性、模拟结果的高精确度赢得了该公司的认可

 

案例分析

    本案例产品如下,为一汽车类产品,成型材料为ABS ,下图为客户提供的原始进浇方案,一模两穴,热流道进胶,如下图所示,欲借助Moldex 3D软件寻找该方案中可能存在成型缺陷,寻找解决方案。

 Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题

    用Moldex 3D软件中的CAE模式对成型过程进行模拟,填充结果如下图1/图2所示, 产品能顺利充满,流动较为平衡,无短射、无明显滞流现象,该进浇方式较为合适。

Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题          Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题

                         图1                                                     图2

    产品结合线困气位置主要在各分型面处,注意加强填充末端及行位上骨位的排气。除了孔边,产品外表面无明显结合线,如图3所示。

Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题  

                                            图3                    

    如图4产品所需填充压力为100Mpa,在可接受范围内。目前较低保压下,锁模力需求近400T(如图5),指定机台450T满足成型,但压力不足易导致产品缩水或尺寸偏小等问题,可考虑采用更大吨位的机台。

Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题              

                                           图4                                                                              图5

    用Moldex 3D软件中的CAE模式对成型过程进行模拟,变形结果如;其中Z轴总的位移量在-0.39~0.36mm之间,变形方向如下图

Moldex 3D模流分析技术成功解决汽车类产品成型问题  

    与实际实际要求相差不大。再将变形原因进行分类发现,热位移(冷却不均)导致的位移量为-0.089~0.087mm;模内收缩导致的位移量为-0.03~0.03mm;区域收缩导致的位移量为-0.4~0.4mm;由此可以确定,导致产品变形的主要原因在于体积收缩不均匀,调整保压是减小产品变形的主要手段。借助于Moldex 3D,我们可以快速定位产品变形量与原因,迅速了解到问题的主要原因在哪,有效避免了盲目调机和多次的修改模,在本案例中首先可以排除模内收缩及纤维配向的因素。

 

引进Moldex3D创造的价值: 

 

1、运用Moldex 3D寻找最佳设计方案

 

   a.多浇口位置优化设定:比较不同的流道和浇口设计的流动结果,以获得最佳多浇口与流道设计。

   b.控制单一变形方向以及达到较小变形量:透过Moldex3D精准的模流分析,进行可以获得变形方向一致且变形量较小的优化流道设计,从而为公司寻找最佳的设计方案。

 

2、运用Moldex 3D 寻找最佳成型条件
    Moldex 3D软件对现场成型的模拟具有非常高的吻合度,能完美地预测模具开发过程中可能出现的问题,Moldex 3D软件不仅适合于常规成型的模拟预测,提前发现常规成型中的注塑缺陷并找到问题的根本原因,而且对于一些新型成型工艺该软件都有相应的模拟预测功能,且在结果准确度上来说同样具体非常高的精度,从而为公司产品寻找最佳的成型条件。

 

结论
    该公司具目前已将Moldex3D模流分析软件视为模具设计和验证的标准工具,其精准的模流分析结果更成为有效说服客户进行模具优化的最佳工具,不但可以有效降低试模次数与开模风险,更可以进一步为每一项产品与模具建立设计规范数据库,成功开发更多的新客户。

   体现出Moldex3D不但可以协助客户解决其客户的产品设计问题,缩短上市时程和避免开模风险,更可以协助客户为每一项产品与模具建立设计规范数据库,有效掌握每一组产品的know how 与know why,不断充实设计经验,提高对外接单技术竞争力和厂内ODM能力。


案例中心 / Case
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发布时间: 2018 - 04 - 08
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发布时间: 2018 - 06 - 02
成功应用Moldex3D 改善散热风扇支架变形问题挑战改善产品变形问题降低产品不良率缩短开模周期 解决方案台达集团导入Moldex3D eDesign并藉由实际试模验证,找出产品变形量最低的设计变更。效益变形量从原本3mm降至0.15mm产品不良率自45%降到16%开模周期缩短3天案例研究散热模块中的风扇支架,负责固定并支撑散热模块,其平面度对整个模块装配影响甚巨。本案例中,散热风扇因收缩变形造成框角下塌,平面度超出标准规格,变形量达0.3mm。因此改善风扇支架的变形程度,使其平面度能符合要求规范,势必为优化模块制程的首要任务。                                                                                   图二 产品因收缩变形造                                     图三 样品变形量达0.3mm为了有效提升产品质量,台达集团研发团队透过Moldex3D的充填、保压、冷却模块进行分析,了解原始设计问题所在。充填分析结果(图四)显示,产品结构...
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挑战光学性质欠佳翘曲问题体积收缩过高(图三)残留应力集中(图四)   图三 透过Moldex3D充填分析温度等位面分布图,可以看到产品有严重的积热和收缩问题图四 Moldex3D光学分析 可以辨识残留应力集中在浇口处效益透过Moldex3D塑料射出模拟分析与实际试模,成功验证射出压缩制程能有效改善车灯件质量。改善体积收缩44%降低翘曲量29%残留应力与光弹条纹均匀,光学性质大幅改善案例研究有别于一般传统射出成型制程,射出压缩成型具有以下优点:(1) 降低射出压力 (2) 降低残余应力 (3) 减少分子定向 (4) 均匀保压减少不均匀收缩 (5) 克服凹陷及翘曲 (6) 减少成品双折射率差 (7) 缓和比容积变化 (8)增进尺寸精度。本案例希望藉由Moldex3D射出压缩模块来模拟分析验证利用射出压缩制程生产车灯透镜的可行性,分别以产品翘曲量、体积收缩率及光学特性进行两个制程的比较。透过仿真结果与实际射出产品结果皆证实,射出压缩成型对于产品质量能有效的改善。首先藉由Moldex3D分析传统射出成型制程的翘曲量,发现由于车灯透镜肉厚不均的设计,容易使得其核心层与外表层散热不一致,及产生内应力集中问题,进而导致翘曲现象。改用射出压缩制程之后,由于压缩阶段为模壁全面施压,因此可以降低射压,以大幅降低因压力不均所造成的翘曲变形。图五、图六分别显示利用射出压缩制程,翘曲量可从0.7mm降低至0.5mm,成功减少29%的产品翘曲量。 图五 传统射出成型:最大翘曲量约为0.7mm (除去浇口与冷料井)图六 射出压缩成型:最大翘曲量约为0.5mm (除去浇口与冷料井)   接下来观察Moldex3D分析结果中的透镜中央积热问题。传统射出成型制程的产品中心处体积收缩率达12.1%,相当严重 (图七)。而利用射出压缩制程后,透镜中央温...
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