Moldex3D-Mesh网格产生器在CAE塑料加工领域之应用-注塑机技术论文-佳工机电网

Moldex3D-Mesh网格产生器在CAE塑料加工领域之应用

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摘要：塑料加工的领域非常广泛，根据塑料材料的特性可将加工应用分为两大类，分别是热塑性材料的加工应用及热固性材料的加工应用。常见的热塑性材料应用包含有注塑成型(Injection molding)、挤出成型(Extrusion)、热塑成型(Thermoforming)，还有吹塑成型(Blow molding)。热固性材料则普遍应用在IC封装产业。目前市场上都已经有商业CAE软件提供这些应用的仿真，业界也普遍采用CAE软件做为模具开发前的试模工具。本文将采用Moldex3D-Mesh网格产生器做为CAE的前处理工具，并将产生的网格应用在各种不同的CAE塑料加工领域上。
关键词：Moldex3D-Mesh、CAE、网格、塑料加工

一、前言

塑料加工的领域非常广泛，常见的应用包含有注塑成型(Injection molding)、挤出成型(Extrusion)、热塑成型(Thermoforming)、吹塑成型(Blow molding)，还有热固性材料的IC封装。本文将采用Moldex3D-Mesh网格产生器做为CAE的前处理工具，并将产生的网格应用在各种不同的CAE塑料加工领域上。

二、 Moldex3D-Mesh在注塑成型上之应用

注塑成型普遍应用在精密尺寸塑料件成型的应用上，一般来说包含充填、保压、冷却、收缩翘曲四个阶段。近年来已有许多人藉由CAE计算机辅助工程软件之协助，在模具开发前就预测出可能产生的问题，并提供解决问题的方向，大大地改善此应用开发之能力及效率。

Moldex3D即为科盛科技所研发出的专业模流分析软件，使用者在Moldex3D-Mesh中可以设定注塑成型应用所需的任何边界条件，并产生模流分析所需的档案格式，直接汇入Moldex3D。利用Moldex3D可以成功的预测出塑件注塑过程中短射、包封及其它相关问题，并可观察模具内温度分布及塑件脱模后翘曲变形等现象。

图二、注塑成型模流分析之流动波前

图三、注塑成型模流分析之翘曲变形

三、Moldex3D-Mesh在吹塑成型上之应用

吹塑成型广泛地应用于塑料产品之开发，如日常生活或各式各样高阶精密用之瓶子或罐子等等，宝特瓶就是最常见的例子。此等产品依需求及应用特性，一般产量都非常大，因此如何精简且有效地制成轻薄，又具有一定强度，一直是人们思索之主题。近年来已有许多人藉由计算机辅助工程软件之协助，大大地改善此应用开发之能力及效率。B-SIM即是一套吹塑成型的CAE软件，使用者可以在Moldex3D-Mesh上依瓶身几何建构外型，并很快的将塑件外型网格化，汇出网格档至B-SIM后可直接进行分析，预测出吹塑成型后塑件的厚度分布。

图一、Moldex3D-Mesh产生吹塑成型之网格

图四、Moldex3D-Mesh产生吹塑成型所需之网格

图五、吹塑成型应用仿真

图六、吹塑成型塑件厚度分析

四、Moldex3D-Mesh在挤出成型上之应用

挤出应用可依产品类型区分成数种，而各类型之产品于应用中因为塑料材料复杂之流变特性，产品线几何系统及外在边界与环境影响，加上多变之应用参数，造就了产品与应用之复杂多变性。近年来许多人藉由计算机辅助工程软件之协助，大大地改善应用开发之能力及效率。

Flow2000即是由Compuplast开发的挤出成型仿真软件，使用者可以在Moldex3D-Mesh依不同的螺杆设计与模头设计建构几何外型，之后产生专属CAE分析的网格，并可设定挤出应用中需要的边界条件，输出网格档后可直接进入Flow2000进行分析。

图十、Flow2000挤出成型

五、Moldex3D-Mesh在IC封装上之应用

IC半导体工业在近十几年的台湾产业扮演着产业龙头的角色，因此针对IC封装模具设计也发展了许多优异的技术，近年来已可成功的运用CAE分析预测IC封装封胶应用中常见的金线偏移(Wire Sweep)、晶座位移(Paddle Shift)、热应力(Thermal stress)等问题。

InPack即专为IC封装产品各项分析(包含模流、应力及热传分析)之前、后处理所设计之软件，可用来仿真分析热固性模封材在IC封装封胶应用的填模及硬化的过程。并计算热固性塑料之硬化速率，并计算封胶充填和模内硬化分析，提供缝合线与包封位置、转化率分布、速度向量分布、转移压力等重要信息。Moldex3D-Mesh可做为InPack的前处理器，利用Moldex3D-Mesh建构流道及IC封装区域网格，网格产生完毕之后可直接输出至InPack进行显示及分析。

图七、Moldex3D-Mesh产生网格应用于IC封装

图八、Moldex3D-Mesh产生网格汇入InPack

图九、热固性材料IC封装之分析结果

六、结论

Moldex3D-Mesh已经成功的将产生的网格应用在不同领域的塑料加工CAE仿真上，并得到准确的分析结果。之后，Moldex3D-Mesh将会尝试做为结构、应力等CAE分析软件的前处理器。

七、参考文献
1. 科盛科技，2003，www.moldex3d.com
2. B-SIM User’s manual and tutorial. Accuform.
3. Flow2000 User’s manual. Compuplast International, Inc.
4. 科盛科技，2003，“Professional CAE for IC Packaging - Fundamentals”
5. 科盛科技，2003， “Professional CAE for IC Packaging - Applications” (end)

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2006-10-28，阅读2327次)

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