用CAE射出仿真技术改善产品结构

■金旸新材料

---

前言

CAE仿真（computer aided engineering，电脑辅助工程）能够把工程师的经验与想法，通过电脑形成量化数据，模拟过程并随时跟踪、优化验证，形成最优化流程的「最佳辅助」。 不管多前沿、结构多复杂的产品设计，都能通过CAE仿真验证并优化，因此，在射出成型领域，CAE射出仿真技术多被用于预测及改善产品成型不良。

 

CAE射出仿真技术从产品设计、模具结构、射出工艺等各方面来评估验证，但因介入仿真分析的时间节点不同、客户要求不同等原因，最终采用的「最优解」也各有差异。

 

金旸深耕射出成型领域多年，射出仿真 CAE分析的实战经验丰富，能够有效应对制件结构的各种难点，并一一对症解决。 那么，当客户提出不允许变更产品结构的情况下，金旸是如何通过优化浇注系统，助力客户生产出合格的产品的呢？

案例一：充填平衡改善

抗原检测时，医护人员使用采样拭子检测后，会把拭子头折断在试管中，这个动作看似不难，但试想一下，每天都需要重复上万次，即使简单的折断实际上也并不轻松。

 

拭子棒一般采用医用级ABS材料，具有良好的机械性能，耐热、耐化学腐蚀、易加工，尺寸稳定。 彼时，金旸也开发了通过FDA认证的医用级、食品级ABS S20材料，并利用CAE射出仿真技术，对拭子棒折断处进行改善。

 

图1：某采样拭子案例，为单个热嘴进胶，一模两穴40棒，实际生产时发现，每穴边缘的4根拭子棒在断点处难折断

 

图1为某采样拭子案例，原射出工艺为单个热嘴进胶，一模两穴40棒，但实际生产的时候却发现，每穴边缘的4根拭子棒在断点处难折断。

 

客户反馈问题后，我们借助CAE模流分析发现，由于产品及流道本身非几何平衡分布，因此边缘处的4根拭子棒会较快充满，持续过保压，导致断点处的材料过于密实，强度相对较高，容易出现难折断问题。

 

图2：经CAE射出模拟分析后，改单热嘴为双热嘴进胶，使各拭子棒的末端几乎同时充满，充填比较平衡，减少过保压，从而解决拭子棒难断的困扰

 

经过进一步采用CAE射出模拟分析后，我们向客户建议优化热流道系统，改单热嘴为双热嘴进胶，使各拭子棒的末端几乎同时充满，充填比较平衡，减少了过保压，从而解决了拭子棒难断的困扰，为特殊时期的抗原检测增添助益。

 

案例二：外观浮纤、流痕改善

除了特殊时期的材料和技术支持外，日常生活中，金旸也提供广泛的材料解决方案支持。 PBT材料性能优异，具有优良的韧性、抗疲劳性、耐热耐候性，电性能佳、吸水率低，对其进行增强、阻燃改性，可显著提高其耐热性、模量、尺寸稳定性及阻燃性。 金旸TG（XX）EX系列，具有高灼热丝、高CTI的特点，广泛应用于汽车、电子电气等行业。

 

图3：为某电容外壳项目，材料为TG20EX （PBT-GF20 FR），客户模具采用偏心位置点进胶，实际应用时却发现远离浇口端的侧面有浮纤、流痕问题

 

图3为某电容外壳项目，材料为TG20EX （PBT-GF20 FR），客户模具采用偏心位置点进胶，实际应用时却发现远离浇口端的侧面有浮纤、流痕问题。

 

图4：经CAE射出仿真技术分析后，建议客户将浇口位置向产品中心移动，以改变目标区域的流动表现及玻纤取向

 

我们通过CAE射出仿真技术分析后，提出了改善方案，建议客户将浇口位置向产品中心移动，改变目标区域的流动表现及玻纤取向，从而获得外观合格的制件。

 

图5：从图中可发现浇口位置移往产品中心后，目标区域的流动表现及玻纤取向发生改变，并从而获得外观合格的制件

 

案例三：熔接痕改善

阻燃PC具有出色的阻燃性、绝缘性，韧性好且透明性高，耐老化，不易变色，因此被广泛应用于电子电器、汽车、建筑等领域。

 

图6：为某灯具底座，使用金旸无卤阻燃PC C600，采两点进胶形式，可发现会在产品周圈外观上留下两条明显熔接痕

 

图6为金旸无卤阻燃PC C600，为V0级阻燃材料，抗冲击性能优异，应用于某灯具底座。 一开始，该产品的射出是采用两点进胶形式，很容易在产品周圈外观上留下两条明显熔接痕。

 

由于灯具的结构已定型且不允许变更，我们通过CAE射出仿真技术分析后，建议在对称的位置增加两个进胶点，以此改善模流，增大熔接线的汇合角度，减小熔接线长度，实现熔接痕淡化，让熔接痕消失不可见。

 

图7：经CAE射出仿真技术分析后，在对称位置增加两个进胶点，增大熔接线的汇合角度，减小熔接线长度，实现熔接痕淡化，让熔接痕消失不可见

 

结语

多年来，金旸竭力为客户提供最为完善的材料解决方案，从产品概念设计到量产的全流程专业技术支持，包括专业的CAE仿真服务，解决实际工程应用中的查验、设计、验证、优化等问题，为产品研发提供指南，让客户尽享材料科技带来的美好体验。

---

未经同意，请勿转载