热流道分析效率大跃进 加速开发周期

K哥

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。
                              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。
图二 Moldex3D多模穴案例分析结果比较