三维实体网格模流分析介绍及应用电梯端面铣床铅蓄电池封口机械冷干机Oe

三维实体格模流分析介绍及应用

摘要：由于塑料射出产品大多为薄壳产品，因此在模流分析上多使用薄壳模型(shell model)并指定厚度；或用STL格式模型，再依薄壳理论分析之。但由于薄壳理论的简化太多，在先天有诸多的限制，无法完全仿真塑料流动上的的所有现象;再加上部容易磨损份的塑料件实为粗厚件，其厚度已超出薄壳理论的范围，且脚蹬格厚度定义不易，种种的误差累积可能会使分析结果的参考性变低。新一代的三维模流分析技术，使用三度空间的实体元素，不需做任何厚度的假设；再加上统御方程式不做任何的减化。可忠实的表现出所有塑料流动上的现象，其参考性也大为提高。本文即藉由Moldex3D以及数个实际案例来说明三维模流分析技术的优异性能。

关键词 : 三维模流分析、Moldex3D、shell model、薄壳理论

一、 案例

因为使用实际3D理论来求解，因此对于塑料射出的应用不再局限于薄壳件，应用的范围更为广泛，且所得到的结果更为准确，在此列举连结器─如图1及图2所示、上盖─如图3及可当黄荣勋将这1先进技术成果带到东莞的制造企业时图4所示的实际短射与Moldex3D分析结果比较以供参考。下文中并将列举不同案例以说明3D模流分析在实际产品上的应用。

图1、连接器产品模流分析与短射样品比较 图2、连接器产品模流分析与短射样品比较

图3、外壳产品模流分析与短射样品比较 图4、外壳产品模流分析与短射样品比较

A.喷流现象

非薄壳件的一个常见的流动现象为喷流(jetting)，通常这种现象会在成品表面留下皱折的痕迹。以薄壳理论为基础的mid-plane及STL 格对于这种肇因于厚件及高射速的流动现象均无法做正确的仿真。本案例的几何如图5; 一模四穴含流道的体积约为635c.c.， 充填时间为5秒，每一穴的每秒流率约为32c.c.，对一般射出而言并不算高速，但因为本案例几何造形不属于薄壳件，如此射速已足以让熔胶突出模壁表面，依此即可预测此处将有熔胶皱折的喷流现象产生。分析结果如图6。

图5、喷流案例之几何外观 图6、Moldex床垫3D预测的喷光端机流现象

B. 变形扭曲

本案例为一电子产品的传动齿条，几何形状如图7。此产品的主要扭曲原因是来自于斜向齿形的排列。以薄壳格来建立本模型的话，不容易正确的表达齿形特征; 三维格则无此限制。三维格产生如图8。图9则为放大四十倍的变形扭曲情形。

图7、齿条之几何外观 图8、齿条之实体三维格

图9、扭曲变形的预测结果(放大40倍) 图10、机车后把手几何外观

C. 纤维配向

为了增加产品的机械强度，在塑料中加入纤维已是一个非常普遍的做法。但在强度增加的同时，却也往往会有不等向收缩的问题发生。通常如果纤维配向性越高，则不等向收缩变形的问题会越严重。解决的办法通常是尽量把纤维的配向打乱，然而纤维配向的预测向来是薄壳理论分析较弱的一环;而立体的3D格则可不受此限。本案例为一机车的后把手，几何所以形状如图10。实体格则如图11。由图12的纤维配向仿真结果可看出有明显的配向，业者即可则可参考此图来重新选择进胶口位置。

图11、实体三维格 图12、机车后把手流动仿真结果

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