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環(huán)球塑化網(wǎng)核心提示：起初,，充膜只適用于塑料部件的設(shè)計(jì)和診斷,。如今,，已演變成部件的早期設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、優(yōu)化以及模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中大量應(yīng)用的工具。2016年,，ANSYS實(shí)現(xiàn)了超過(guò)10億美元的年收入。2017年2月,，Hexagon AB收購(gòu)MSC Software在CAE軟件行業(yè)的分公司,，表明在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的測(cè)量數(shù)據(jù)將與仿真分析緊密結(jié)合
同樣的轉(zhuǎn)變和整合，同樣發(fā)生在注塑成型和模具設(shè)計(jì)的循環(huán)過(guò)程中,。
充模分析人員角色的轉(zhuǎn)變
最初,，充模模擬僅被用于對(duì)塑料部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行診斷，以解決生產(chǎn)中的問(wèn)題,。
現(xiàn)在,，它還演變成一種在部件的早期設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和優(yōu)化以及模具開(kāi)發(fā)的過(guò)程中得到大量應(yīng)用的工具,，并在大多數(shù)企業(yè)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,。
在這一演變過(guò)程中，用于部件和模具設(shè)計(jì)的全三維CAD軟件的廣泛應(yīng)用做出的貢獻(xiàn)最大,，但是,，如果沒(méi)有自動(dòng)網(wǎng)格生成器，它永遠(yuǎn)不可能成功,。
早期,，這通常需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的時(shí)間進(jìn)行分析,，在分析之前，需要建模和網(wǎng)格劃分?，F(xiàn)在,，采用全自動(dòng)的eDesign和Boundary Layer Mesh (BLM) 網(wǎng)格生成器，只需一次點(diǎn)擊即可完成網(wǎng)格,，而且網(wǎng)格可以隨部件的修改而同步更新。
因此,，標(biāo)準(zhǔn)的充模分析任務(wù)已逐漸從專(zhuān)業(yè)的CAE分析師轉(zhuǎn)向模具設(shè)計(jì)師,，甚至是上游的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和模具設(shè)計(jì)師習(xí)慣于依靠分析軟件來(lái)確定澆口位置,、平衡流道設(shè)計(jì),、優(yōu)化冷卻通道配置以及解決翹曲等。
此外,，許多公司已開(kāi)始將充模分析的核心嵌入到他們的內(nèi)部設(shè)計(jì)指導(dǎo)平臺(tái)中,，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量管理理念。
這樣,，每個(gè)部件的加工,，都是通過(guò)充模分析來(lái)自動(dòng)檢測(cè)注射壓力、收縮和翹曲的上限從而得到實(shí)現(xiàn)的,。
同時(shí),，通過(guò)在私有云上采用并行的計(jì)算集群來(lái)開(kāi)展工作，可以顯著縮短計(jì)算時(shí)間,，提高響應(yīng)速度,。
為了幫助用戶(hù)節(jié)省大量的時(shí)間，以及為充模分析生成適當(dāng)?shù)娜S流道網(wǎng)格,，新一代的自動(dòng)優(yōu)質(zhì)流道網(wǎng)格發(fā)生器Moldex3D R15.0被開(kāi)發(fā)出來(lái),。
這種新的流道網(wǎng)格技術(shù)能夠自動(dòng)創(chuàng)建高分辨率的六面體網(wǎng)格，為用戶(hù)提供各種連接線路流道接頭的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型,，真實(shí)地反映流道原始的幾何形狀,，并進(jìn)一步節(jié)省計(jì)算時(shí)間，提高模擬精度,。
隨著“非匹配網(wǎng)格”技術(shù)的出現(xiàn),，用戶(hù)可以直接進(jìn)行仿真分析，以得到準(zhǔn)確的仿真結(jié)果以及相關(guān)部件的變形預(yù)測(cè),，甚至是在部件與部件嵌件之間的網(wǎng)格界面沒(méi)有連續(xù)地匹配數(shù)量的情況下,。
在Moldex3D R15.0中，這種僅用于支持部件嵌件的非匹配網(wǎng)格技術(shù)現(xiàn)在也得到了擴(kuò)展,，可支持模架的網(wǎng)格,。
這項(xiàng)技術(shù)超越了“當(dāng)部件和部件嵌件的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不匹配時(shí)，三維實(shí)體模架網(wǎng)格不能被自動(dòng)預(yù)處理”的限制，并使用戶(hù)能夠加速制備模架網(wǎng)格,，體驗(yàn)由高質(zhì)量的網(wǎng)格技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的高效而準(zhǔn)確的仿真分析,。
從仿真到仿真
工程師們對(duì)CAE軟件的要求和期望是無(wú)止盡的。
除了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的注塑成型工藝進(jìn)行仿真分析外,，這種模具分析功能還包括特殊的工藝,，比如，注壓成型,、模壓成型以及金屬注射成型,。
作為Moldex3D已被證明的功能，在注塑成型過(guò)程中,，對(duì)短和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料(FRP)的纖維取向和FEA綜合分析,，已得到了全球采用先進(jìn)技術(shù)的汽車(chē)制造商以及領(lǐng)先的工程塑料生產(chǎn)商們的認(rèn)可和引進(jìn)。
在Moldex3D R15.0中,，這些優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展到對(duì)FRP的模壓成型過(guò)程進(jìn)行分析,，以幫助用戶(hù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化用于FRP的大批量生產(chǎn)工藝。
除了全面支持FRP工藝外,，近年來(lái),，隨著對(duì)輕質(zhì)、節(jié)能汽車(chē)需求的持續(xù)增長(zhǎng),，Moldex3D 已經(jīng)集成了先進(jìn)的成型技術(shù),，比如，將氣輔注塑成型,、水輔注塑成型,、微發(fā)泡注塑成型(典型技術(shù)是Trexel公司提供的MuCell工藝)以及熱塑性塑料的化學(xué)發(fā)泡等納入到模擬預(yù)測(cè)的范圍中，并獲得了良好的驗(yàn)證數(shù)據(jù)和用戶(hù)體驗(yàn),。
此外,，最新的R15.0 化學(xué)發(fā)泡模塊還支持聚氨酯(PU)發(fā)泡工藝，并考慮了塑膠在型腔中的固化動(dòng)力學(xué)和對(duì)發(fā)泡動(dòng)力學(xué)的計(jì)算,。
通過(guò)PU 發(fā)泡模擬分析,，用戶(hù)能夠更清晰地了解生產(chǎn)過(guò)程，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)填充和發(fā)泡階段的動(dòng)態(tài)行為,，確定注射條件和材料注射的最優(yōu)控制,，細(xì)化部件設(shè)計(jì)，以及方便地評(píng)估和確定理想的生產(chǎn)條件,。
近年來(lái),，雖然模內(nèi)裝飾(IMD)注塑成型生產(chǎn)日益普遍，但仍然面臨著來(lái)自成型工藝的挑戰(zhàn),，如油墨脫落和起皺變形,，從而導(dǎo)致了高成本和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度的延遲,。
Moldex3D R15.0 提供專(zhuān)業(yè)的分析功能，以在IMD模擬的預(yù)處理程序中支持裝飾薄膜的邊界選項(xiàng),，并幫助用戶(hù)以最快,、最簡(jiǎn)單和最精確的方法處理裝飾薄膜的網(wǎng)格層。
此外,，這一最新版本還提供“脫落索引”,，以使設(shè)計(jì)人員能夠預(yù)測(cè)脫落狀態(tài)，確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的模內(nèi)裝飾產(chǎn)品,。
通過(guò)分析,，用戶(hù)能夠預(yù)測(cè)與實(shí)際結(jié)果相一致的熔體流峰,，并通過(guò)考慮裝飾薄膜的熱傳遞效應(yīng)來(lái)了解成型過(guò)程中的熱滯現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由裝飾層較弱的傳熱能力引起的,。
3D 打印是另一項(xiàng)已開(kāi)始改變模具設(shè)計(jì)的新技術(shù),。
隨著全球越來(lái)越多的供應(yīng)商投資于這一市場(chǎng),，一臺(tái)3D金屬打印機(jī)的價(jià)格越來(lái)越便宜，且金屬粉末的成本逐年下降,。
現(xiàn)在,，打印中、小型的模具是能夠負(fù)擔(dān)得起的,。
經(jīng)常在大,、中型模具的肋、孔周?chē)霈F(xiàn)的熱量集聚,，也可通過(guò)整合傳統(tǒng)的模具制造工藝和3D打印來(lái)予以消除,。
除了顯著減少所需加工設(shè)備的類(lèi)型和數(shù)量外，最大的好處是對(duì)冷卻通道的靈活設(shè)計(jì),。
三維隨形冷卻可以方便地冷卻模具的所有角落,，它能節(jié)省冷卻時(shí)間，并減少產(chǎn)品表面的翹曲和縮痕,。
在設(shè)計(jì)階段,，通過(guò)Moldex3D 模流分析而提供的隨形冷卻通道設(shè)計(jì)，可以節(jié)省創(chuàng)建冷卻通道的時(shí)間,。
利用3D CFD 核查每個(gè)通道中是否有紊流,，足以保證冷卻效率并評(píng)估所需的壓力和冷卻泵的技術(shù)條件。
然后,，通過(guò)結(jié)合冷卻和翹曲分析以評(píng)估模具的制造成本,、大批量生產(chǎn)時(shí)冷卻時(shí)間的縮短以及以提高的穩(wěn)定質(zhì)量和效率進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)的成本，來(lái)評(píng)估模內(nèi)的這些傳統(tǒng)的隨形冷卻通道,。
如前所述,，3D打印技術(shù)在模具制造中的廣泛應(yīng)用,，正在快速地改變模具的制造，并引領(lǐng)著隨形冷卻通道的普及,。
“云”的興起趨勢(shì)：擁抱工業(yè)4.0
云計(jì)算的興起,，推動(dòng)了電子商務(wù)和人工智能(AI)的發(fā)展。
當(dāng)CAE軟件供應(yīng)商和用戶(hù)考慮投資和部署下一代的計(jì)算資源時(shí),，使得云計(jì)算逐漸成為重要的選擇之一,。
由于儲(chǔ)存在公共云中的設(shè)計(jì)信息的機(jī)密性仍然值得商榷，因此許多企業(yè)已引入了內(nèi)部集群計(jì)算結(jié)構(gòu),，它符合CAE計(jì)算的宏記憶與計(jì)算時(shí)間,。
比如，像ANSYS 和ABAQUS等知名的CAE 軟件,，已為集群計(jì)算提供了支持,。
在成千上萬(wàn)的核心上模擬汽車(chē)碰撞的LS-DYNA并行處理能力的應(yīng)用，對(duì)汽車(chē)行業(yè)而言是一項(xiàng)常規(guī)的分析和驗(yàn)證任務(wù),。
同樣,，作為充模分析軟件的領(lǐng)導(dǎo)者，Moldex3D通過(guò)串行連接幾臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)而使計(jì)算速度提高了10倍以上,，從而能夠輕易地滿(mǎn)足1000萬(wàn)級(jí)工程的計(jì)算要求,。
當(dāng)在云上部署相同的配置時(shí)，它能很快地滿(mǎn)足眾多用戶(hù)的計(jì)算需求,。
需求少或擁有意想不到的使用要求的用戶(hù),，可以利用這種靈活的按使用付費(fèi)的許可證，來(lái)獲得這種計(jì)算所需的軟,、硬件資源,。
由于像知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全和傳輸帶寬這一類(lèi)的技術(shù)正變得越來(lái)越成熟,，因此企業(yè)開(kāi)始能夠開(kāi)拓他們的視野,，了解云計(jì)算帶來(lái)的更多好處。
未來(lái),，云計(jì)算的Moldex3D模流分析是所有企業(yè)都應(yīng)該關(guān)注的一種能力,。
當(dāng)越來(lái)越多的成員采用充模分析來(lái)提高設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)過(guò)程中的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力時(shí),，就意味著更多的計(jì)算數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生,。
這些數(shù)據(jù)，通過(guò)與各種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的集成,，并被輸入到包含了有價(jià)值的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)中,，就為企業(yè)踏入工業(yè)4.0的道路而打下了重要的基礎(chǔ)。
Moldex3D R15.0 中的iSLM 模塊將幫助用戶(hù)管理和分析這些數(shù)據(jù),，以及探索更寶貴的設(shè)計(jì),、制造和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),。
