Moldex3D模流分析之KOPLA结合Moldex3D与结构分析软件 解决产品翘曲

大纲

本案例产品为一车门模块，原始产品有严重翘曲问题(图一)，并因此导致组装上的困难。为解决此问题，KOPLA以Moldex3D模拟以塑代钢后的材料性质差异，并藉由Moldex3D FEA Interface进行结构分析(本案例结合ANSYS)。最后KOPLA得以藉此达到优化的浇口位置设计、决定适合的材料，降低翘曲并成功解决装配问题。

图一 本案例的车门模块有严重翘曲问题

挑战

• 严重翘曲问题

• 装配品质差

• 须达到轻量化目标

解决方案

KOPLA以Moldex3D eDesign及FEA Interface验证材料性质，并解决翘曲难题。

效益

• 成功改善翘曲

• 无缝整合模流和结构分析的工作流程

• 成功验证材料属性

• 降低试模成本

案例研究

本案例产品为一车门模块，由于组装需求，产品上有许多孔洞设计，因此孔洞的位置相当重要。本案例的最主要目的为改善产品翘曲问题，确保组装成功。

KOPLA决定以Moldex3D来寻找解决方法。首先必须找到适当的浇口位置，确保良好的流动行为和降低潜在的翘曲问题。KOPLA根据Moldex3D翘曲模拟结果，多次变更浇口位置，直到找到最佳的位置和浇口型态。

图二 KOPLA不断变更浇口位置设定，并个别进行翘曲变形的模拟

决定浇口位置后，KOPLA利用Moldex3D FEA Interface将翘曲的模拟结果，包括纤维配向、元素计算结果输出至ANSYS进行结构分析，以观察产品组装后的强度和稳定性。

由仿真结果发现，产品的平整面发生翘曲，而利用模具反变形可以补偿位移带来的组装问题，因此组装的孔洞位置将与预期相同。而在改变边界条件设定并检查装配组件的位移情形后，KOPLA成功改善变形问题，并提高产品结构强度。

图三 仿真变形产品的孔洞位置与预期相同

图四 本案例产品与其他组件装配时的结构分析结果

结果

透过整合Moldex3D与ANSYS，并验证仿真结果与实际制造结果高度相符，KOPLA成功改善了产品的变形问题及结构设计，且更能有效地掌握材料的属性，达成设计优化。