
MOLDFLOW模流分析最大的作用就是能夠幫助我們找到成型問題的真正原因,幫助我們認識塑料特性和成型原理,幫助我們預防問題發生。
一:MOLDFLOW模流分析無用論,模流分析不準
任何一種軟件,都只是一個工具而已,我們不應該高估其功能,也不應該否認其發揮的作用,真正做決策的是我們的人腦,計算機分析結果只是為我們決策提供一些參考。我們要運用我們所掌握的技術原理和經驗對結果做分析判斷,解讀,從而做出最佳決策。 對于一些可能出現的問題預先在模具結構上做預防。 不加思考,不做分析,一味的按照分析結果來設計模具,是會犯大錯誤的,還不如不用。模流分析結果之準確性取決于分析人員對模具、塑料、成型認知的程度。如果分析結果與我們的經驗吻合,可以驗證經驗的正確性;如果有不符,那么就要重新檢討分析過程,審查設定的條件是否合理,網格修整是否合理,參數設定有沒有問題等等,另外也要重新檢討經驗是否有依據,是否適應于此案例,綜合比對再做決策。而不是盲目相信或盲目排斥。
任何一種軟件,都是有缺陷的,只有靠用戶不斷去發現,提出問題,不斷改善,才會逐漸完善,日趨成熟。 MOLDFLOW是建立在流體力學、高分子材料學、熱傳導學等基礎理論上結合先進的電腦算法,并融合許多業界專家長期研究獲得的理論上發展起來的,有理論依據,有經驗基礎?;谶@樣基礎的軟件,分析出來的結果,只要不是人為出錯,一定是有其合理性的。
其實關鍵不是看結果是否準確,而是我們能夠從分析結果中解讀出多少有用的信息。
二:如何解讀模流分析結果

其實,很多時候,分析結果能夠告訴我們很多成型問題或者隱藏的問題,比如變形、縮水、結合線、應力痕、包封、流動平衡性等等。但遺憾的是:沒有多少人能夠完整解讀一份報告。 大部分人只是看一下流動狀況,而且大部分人也只是做了一下流動分析(因為只是做一下給客人看)。 說模流分析無法分析縮水、應力痕,實在是冤枉了模流分析。
如果要從報告中讀出更多的關于成型問題的信息,首先必須要弄清楚各種缺陷的真正原因是什么。 如果不知道,如何能夠從報告中看到將要出現的問題或隱藏的問題。
比如有人說:
MOLDFLOW無法分析縮水
MOLDFLOW分析結果當然不會直接告訴我們哪里會縮水,就好像醫院的檢查報告不會直接告訴病人得的是什么病一樣。軟件沒有那么聰明。 可是如果我們知道縮水的真正原因是由于保壓補料不足引起的,我們就可以可以從流動狀況、冷卻分析中看出哪些區域冷卻凝固慢,哪些區域快,凝固快的區域是否會阻礙凝固慢的區域的保壓補料,從而就可以判定那些區域有縮水風險。依據此結果,進行減膠或者加強縮水處冷卻,或者重新定義澆口位置,再做分析,就可以得出優化改善對策。 從而可以避免縮水。
比如說應力痕
想要從報告中判定成型時是否會產生應力痕,就要先知道應力痕產生的原因:收縮不均勻、剪切效應(剪切是溫度上升,直接后果也是導致收縮不均,再一個就是剪切過大可能導致分子間隙過大,產生應力)。收縮不均的原因無非兩個:冷卻和壓力,再一個就是產品肉厚不均(肉厚不均其實導致的第一后果就是冷卻不均,應當可以歸于冷卻原因)。 應力作用的后果一個是產品變形(產品剛性不夠時,通過變形來達到內部應力平衡),另一個后果就是應力痕。了解這些,就可以從壓力分布圖和速度(MFV)分布圖來解讀應力痕發生的可能性。 當然,應力是一定存在的。應力不平衡也是一定存在的,最終是否會影響外觀或者功能,就要看應力不平衡的程度。 我們從報告中知道這些,可以檢討產品結構和模具結構來做預防。 可惜許多模具業者做了一輩子模具也無法搞清楚這些問題的真正原因,這就是不懂原理的表現。
沒有搞清楚技術的原理,僅僅是從師傅那里得來得經驗或者自己摸索出來得一些經驗,沒有深入研究技術的原理,經不起驗證,其正確性又有多少?又有多少再現性,只能是知道一種現象而已。 偶然應用解決了一個問題,下次遇到同樣的,但環境變了,又不知如何解決。 只有一次又一次的試模而已。 這真是模具業者的悲哀。
我們要熟知注塑成型原理,塑料的特性,模具結構等相關的綜合知識,才能完全解讀一份模流分析報告。 同樣的,分析者也要具備同樣的知識結構,而且要更系統,他的報告才有信服力。 才能再分析的過程中采取一些優化對策(從產品結構:加膠,減膠,加筋位;模具結構:定義膠口,優化水路布置,從成型條件:重新定義射出保壓曲線,模溫等),從而獲得一個優化結果,才最具指導意義。 從產品結構優化,模具結構優化,成型條件優化來達到改善產品質量,提升效率得目的。所以懂得塑料原理才是成型模具業者一切技術的基礎。

三:CAE技術發展對模具行業的推動
盡管許多模具業者,尤其是一些資深的,從業經驗豐富,從黑手出身的專業人士,對MOLDFLOW模流分析技術排斥,懷疑甚至反對。 但是模流分析技術還是蓬勃發展,因為這是大勢所趨,誰也阻擋不了。 模流分析理論逐漸成熟,分析軟件逐漸完善,從業人員經驗越來越豐富,在模具開發和注塑生產中發揮了重要的作用,業界因此越來越認同。 模流分析遭質疑的另一個重要原因也是因為一些人盲目相信其作用,出現一些失敗的案例,或者是這些人根本沒有看懂報告,或者分析的人缺乏經驗,分析的結果錯誤,導致一些負面的影響,給一些專家以‘口實’,覺得有理由駁斥模流分析的作用。 然而隨著消費者品位的提升,塑料行業遭遇到前所未有的挑戰,以‘試誤法’來制作模具顯然已不合時宜。如何在開模前更多的預測成型問題發生的可能性,成了模具業者考慮的重點,誰預測的更多,就能節約更多的成本,模具質量會更好。 隨著計算機技術的發展,高分子材料理論研究的不斷深入,模流分析技術的發展也是日新月異,加上從業人員經驗的累積(分析結果與實際狀況不斷驗證,不斷總結得出具有普遍知道意義的經驗),其發揮的作用越來越明顯,已經逐漸變得不可替代,從而推動模具技術更快的發展。
模流分析的發展和推廣必將打破塑料模具業界憑經驗做事的局面,讓一些老專家深深恐懼,老專家們如果再固步自封,必將很快推出歷史舞臺。
我想不久的將來模具業界最受歡迎的人才將是具備綜合素質----熟諳塑料成型原理,塑料特性,模具結構,懂得優化產品結構----的人才
再論CAE之使用
CAE使用之心得體會
1、使用CAE教會我一個原則:順勢而為,可以事半功倍。
2、模流分析能夠幫助我們發現隱藏的問題
3、前端使用效果更好
4、解讀分析結果的能力比分析準確性更重要
5、模流分析是幫助我們了解問題的原因,發現隱藏的問題,而不是幫我們出改善對策
6、相信模流分析,但不能盲信,盲目相信的后果更嚴重
7、模流分析有助于企業建立自家的技術數據庫
模流分析是一個有效的工具,這是業界一致公認的,但是這個工具幫了我們什么呢?我是這樣認為的:如果說把模具,產品,成型工藝,產品研發比作病人的話,我們就是醫生,那么模流分析就相當于各種醫療診斷儀器和醫療試驗用的白老鼠。 儀器和白老鼠雖然不能直接對病人的健康產生效應,但是它卻可以最大限度的幫助醫生確診疾病,找到疾病的原因。從而擬定治療方案。 雖然有些高明的醫生可以憑借經驗就可以確診而不需要儀器,但是心里的信心可能要打折扣,從而也很難制定合理的治療方案。 而且,如果不藉助這些工具,恐怕永遠也無法探知疾病的真正原因,從而就無法研究預防的方法,經驗也因此無法上升到理論的高度。 最高明的醫生是教人怎樣預防疾病,保持健康的;高明的醫生能夠前期發現病人身體潛在的健康問題,在發病早期就開始治療,所以“名醫治未病”;而那些能夠把病人從死亡在線拉回,能夠救人于病發之后的只能稱之為不高明的醫生了,最多只能稱之為“良醫”,“良醫治已病”。但是這些不高明的醫生卻是備受世人推崇的。 同樣,如果我們越往前端導入模流分析分析的話,效益越高,就越是高明的舉動。所以我認為模流分析最大的作用就是能夠幫助我們找到成型問題的真正原因,幫助我們認識塑料特性和成型原理,幫助我們預防問題發生。
1、使用CAE教會我一個原則:順勢而為,可以事半功倍。
這是我最大的一個收獲,是經過不斷的分析和驗證,經驗總結得出來的一個總綱,這是最大得原則。 這個勢指的是塑料特性,成型原理。我覺得不管是產品設計,模具開發,成型生產,都必須遵循她才能得到好得質量,付出低廉的成本,從而獲得更大的利潤。 要做到這一點,必須先要了解。 使用模流分析的過程就是一個不斷的學習,研究塑料特性,成型原理的過程。 當深入了解原理特性之后,將會發現,任何有悖于塑料特性和成型原理的設計都是要付出很大的成本的,甚至是失敗的。這些成本包括:生產效率低下、不良率高居不下、質量低劣、商譽損失、其他的人力物力損失等等。 沒有模流分析,任何現場的學習,經驗的重復,都很難敲開這扇神秘的大門,去窺探其中的奧秘。 你的境界也很難達到知其所以然。最后都不得不黯然嘆息:為什么會這么難?
我們必須承認:我們在技術上的無能,我們沒有能力去克服一些由塑料特性決定的缺陷和一些違背塑料原理的產品設計及模具設計而導致的問題。我們唯一能做的就是研究和發現塑料及成型的原理,深刻的理解她,并忠實的按照她的規律來設計產品和模具及成型生產。 根據塑料成型的原理來開發一些新技術和工藝,比如氣輔技術,微細發泡成型技術,蒸汽模具等。而不是對技術有著盲目的自信,妄稱沒有解決不了的問題,這是非??尚Φ?。當然從某種角度來講,任何問題都是可以解決的,但前提是成本允許。 而且解決的辦法可能不僅是技術,還有雙方的妥協。所以我覺得所謂技術應當是了解原理,尊重原理,按照原理去進行工作,這樣才能收到最高的效益和回報。
2、CAE能夠幫助我們發現隱藏的問題
開模前的檢討毫無疑問是非常重要的,經驗豐富者可以很快的從產品的結構,形狀,要求憑借其經驗預測出將來可能會出現哪些問題,并預先做好預防。但是當你面對一個非常復雜的產品3D,是否會覺得經驗不夠用,層層考慮還是怕有疏漏,于是在做決策是不得不非常保守,最終還是很擔心。但是如果這時能夠用CAE軟件仿真一下,將會發現很多隱藏的問題:比如滯流,潛在的縮水風險,變形,應力痕風險,等等。這些問題如果不經過分析,經驗再豐富也很難全部發現。 在現在這個競爭非常激烈的塑料業界,誰能夠在模具開發前,甚至在產品研發階段預測更多的問題并及時做預防的話,誰就贏了。預測的能力來源于經驗的累積和對注塑原理的理解,以及CAE仿真分析。 而CAE分析又更進一步幫助我們掌握成型原理和積累經驗。
3、前端使用效果更好
無論從失效成本還是從時間來考慮,這一點都是無須再多加說明的。
4、解讀分析結果的能力比分析準確性更重要
絕大多數人都在孜孜不倦的追求分析結果的準確性,我經常聽到這樣一個問題:CAE分析的準確性又多高,70%,80%,90%? 我無法回答。 因為決定分析結果準確性的因素不僅僅是模流分析軟件,更多決定于分析者的技術,經驗,對塑料,對成型的綜合理解,即分析者的專業知識結構,決定于分析者對結果的解讀能力。 只有具備以上綜合能力的分析者才能完整準確的解讀分析結果。我們才能從分析結果中得到更多更完整的信息來幫助我們做決策。 在大多數情況下,分析結果不會直接告訴我們可能會出現那些問題,而是一種數據顯示來暗示我們這里或那里將來可能會出現的隱患,比如縮水,分析結果不會直接告知,但她會顯示一些過熱的區域,固化慢的區域,上游固化快,這些區域就可能會縮水。 如果想要從分析結果中解讀出這些問題,首先必須對這些問題的原因十分了解,否則對問題只能視而不見。所以不管是分析者,還是決策者,要想好好利用模流分析這一先進的工具,必須要對塑料原理又充分的理解。 而使用模流分析的過程即是最好的學習塑料成型原理的過程。
5、模流分析幫助我們了解問題的原因,發現隱藏的問題,而不是幫我們出改善對策。我們需要運用模流分析來提前驗證改善對策的可靠性。
通過前面的敘述,對理解這個觀念非常有幫助。 模流分析的結果永遠只能是決策者的參考。 這里就不再贅述了。
6、相信MOLDFLOW模流分析,但不能盲信,盲目相信的后果更嚴重。
我曾經做個一個案子,在06年的時候,一個產品時液晶電視的支撐件,壁厚是5mm,之前開過一套,周期是150s,無法滿足產能,后面重開一套,要求周期降到100s一下,當時我們覺得這幾乎是不可能達成的目標,但抱著試試的心情做了一個完整的分析,結果分析結果顯示可以在70s冷卻到頂出溫度,者就意味者100s一下的周期是完全可能的,但前提是冷卻系統設計必須優化。 我們對結果持懷疑態度,后面經過仔細的檢查分析過程,沒有發現什么問題,就按結果執行了,運用鈹銅做積熱區域鑲件,優化水路設計,修改RIB 形狀,等等。 最后我們達到目標,100s內可以做出穩定合格的產品。 我舉這個例子是想說明當我們遇到分析結果于我們經驗相差甚多的時候,要小心檢查分析的過程,要做完整的分析,包括冷卻變形分析,要了解如果周期大幅度縮短是否會導致其他問題。經過反復檢查,沒有發現其他問題,我們就按方案進行了:1,削減rib深度,筋位能夠做U形的盡量做U形,避免筋位過深,可以改善熱轉移;2,優化水路設計,用鈹銅做入子; 3,為了防止局部過熱,增加多條局部水路來獨立控溫。 最后我們成功的將周期控制在100s以內。 舉這個例子,我想說的是:對模流分析分析結果我們要有自己的判斷力,這個判斷力來自我們對塑料成型原理的理解和經驗的積累,不能盲目相信,盲目相信的危害比不信更大。比如說:一個產品在做流動分析時流動是很平衡的,模具工程師默認沒有問題,后來產品變形縮水嚴重。 便責怪模流分析不準,其實這是沒有道理的。 只能說明這名工程師功力太差,對成型了解甚少而已。 流動沒有問題不代表縮水變形沒有問題,縮水變形沒有問題不代表外觀沒有問題,這些問題都解決了并不意味著產品合格,也許這時尺寸又跑掉了。如此種種問題,必須要全盤考慮,任何單一的,分割式的分析都是不夠的,不足以作為決策的依據的。 即使在分析時全盤考慮了,其結果還得經過我們大腦的加工才能變為決策,問題解決的方案或防范的對策。
7、CAE有助于企業建立自家的技術數據庫
任何人在任何行業做久了,都會積累自己的經驗,但是由于個人的悟性和學習方法不同,所獲得的可能就大不一樣了,企業也是一樣。如果一個人只是知道一些問題的現象和解決方法,而不對其產生的深層次原因做進一步研究的話,那么他的經驗又有什么用呢,即使他在這個行業做了30年他的理解還是停留在表層問題, 無法了解原理,自然也難登大雅。 而另一個人除了知道問題和解決方法之外,還孜孜不倦的探求問題產生的原理和本質原因,他的這種建立在對原理和真因非常理解的基礎上的經驗一定是有用的多,而且具有可傳承性。因此前者30年的經驗不一定比后者幾年的經驗有用,因為前者的經驗只是見多而已,理解只停留在問題的表面,也許只是幾年經驗的多次重復而已。對塑料成型行業而言,模流分析是一個非常有用的也非常好的學習和了解塑料原理的工具,藉助她,可以很深刻并很直觀的理解塑料成型的原理和塑料的特性。使用模流分析就是一個學習塑料的過程。 企業運用CAE是最直接的建立技術數據庫的方法,藉助一些經典的分析,讓員工明白塑料和成型原理,才能整體提升技術基礎,才能夠挑戰一些高難度的產品。如果積累的經驗不是建立在對原理的深刻理解的基礎上的,那么是沒有多少用處的。
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