模流分析是在一部虛擬的射出機模擬射出成形的過程,讓我們在虛擬的射出機裡面做實驗以及調整參數,在實驗過程中發現問題並提出解決方案。
他就像人去體檢一樣,避免或者減少你以後犯大病的機率,在開發階段就發現模具設計或者產品設計上的潛在問題,降低射出成型時可能出現的成型缺陷。
所以這方面的技術能力都需要[雙修],就算是很有經驗的分析師所提供的最佳進澆點位置,但是客戶不允許的進澆點位置,改到條件不佳的位置入料時,這時模具設計必須提出決絕方案,以最適合的方案來考慮各種後續延伸的問題以及說服客戶,然後又不會被打槍,以前我去某家模流分析軟體公司上課時,課程上的講師就直接講了,模流分析最好是由現場實務出身的來做,才能達到模流分析的效果,不過這樣的人是少數,因為要從現場技師轉工程師,軟體學習會是一個很大的障礙。

目錄
1.我自己接觸模流分析的起源
2.只要有心人人都可以成為食神 
3.模流分析也是需要經驗配合
4. DFM初期的模流分析報告
5.流動分析的問題辦別
6.總結

 

1.我自己接觸模流分析的起源
我接觸模流分析是在當模具設計時所接觸到的,原本公司就有一個模流分析工程師,那時候他是一邊工作一邊讀研究所,然後一畢業就立馬換工作,跑去正崴上班(做模流分析工程師),所以他的缺,公司就把我拉過去跟他學模流分析(圖1)。
剛接觸時,我也是抱持著懷疑的心態時去學的,但是,直到那位工程師拿了一個案子,讓我實際操作,和成品比對後,才相信這種東西有它一定的準確性。以前待的模具廠本身有自己的射出廠,因此,我會找一些目前已經生產或量產的產品來做分析比對以及練習,所以我之前才會提到,建議後進若想學模具或是射出這一塊,盡量找有一條龍公司的體系去工作(參考-
射出成形講義及資料)。

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2.只要有心人人都可以成為食神 
如果你是做模具設計,然後還要身兼模流分析,要將模流分析做好是有些困難,因為模具設計工程師本身雜事就已經不少了,又要做模流分析然後還要再做模流分析報告,基本上都是在加班。 
而且以前有很多科技公司都希望機構工程師(或產品工程師)身兼做模流分析都做不到失敗了,軟體買了之後就擺在那邊沒用,更何況是模具設計。不管你是(模具設計+模流分析)或是(機構設計+模流分析)(圖2),你要想將這兩個專業學的很好也不是不可能,就是要拿你自己新鮮的肝以及自己的時間來換,然後偶爾花點錢做social。
因為你只要一做模流分析,你就逃不了要懂塑膠材料知識,產品設計知識、模具設計知識、射出成形知識這幾項,所以你要花更多的時間去學習了解。

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3. 模流分析也是需要經驗配合
曾經有次在公司的技術研會上面發表案例,然後副總就問我說,我們現在的廠商都有做模流分析,你認為它們準確度如何,在會議上我就直接講了,我們的供應商拿著這報告來敷衍我們,我們再拿這報告來敷衍客戶,結果全場一百多位工程師哄然大笑。
很多中小型模具廠都是在客戶的要求下不得不提供模流分析報告,而且大部分都是模具設計兼者做,但是這樣做出來的準確度以及效果會有落差,就前面提的,因為你要做模具設計出DFM報告又要做模流分析然後出模流分析報告,基本上都是在加班,到了最後就是純粹為了趕報告跟出報告給客戶。
我相信模流分析有一定的參考依據,但也不要把模流分析講的那麼神,模流分析若有那麼厲害,早就有一堆工程師被幹掉了,而且在業界裡面薪水也沒特別高到哪去,這是一個很現實的事情,我已經聽了不少以前做模流分析,轉型做其他產業的工程師,光是從轉作模具工程師就聽過三個人了,這種事上人力銀行去查模流分析工程師的薪水就知道了,模流分析有一定的參考依據,但也要實際經驗以及案例配合,這樣在做新案子的模流分析判別時會更有信心。 

 

4.DFM初期的模流分析報告
如果配合的模具廠,是模具設計兼模流分析這種的,由於在前期階段因為要做DFM報告然後又要做模流分析報告,通常這樣模流分析都只會做流動分析看流動平衡以及一些流動所產生的射出成形問題,要做到冷卻分析這些的,會有些困難,因為要將水路畫出來就差不多等於將整個模具設計評估出來了,在要給客戶報告的時間壓力下,這通常很難做到,我相信有些比較有規模的模具廠能做的到,但前提是你能付這個錢;通常工程師都希望能夠找服務較好的供應商,讓自己好做事,但是往往採購找到的供應商都不會是你心裡期待的。
之前有提到以前去面試時,跟一個模具設計主管聊天,那時候跟我面試二十幾分鐘,然後對方跟我哈拉了一個多小時,(
塑膠射出講義-高應大),大概彼此都是相同的背景,所以聊開了,然後他突然對我說,你覺得模流分析準不準確,我那時跟他講了一些我的經驗和想法,然後跟他說至少會有60分的準確度,但是你要超過60分以上就很困難了,因為就是你的軟體要跟設備搭配再一起,才有這樣的程度,這種狀況我只有在大陸看過,人家敢砸這個錢下去。
然後這個主管就對我說,他也是這麼認為,整個設計裡面就是只有這幾個人,老闆一直希望模具設計能夠提高模流分析的水平,但在人力物力有限下,怎麼去提高。
所以下面要提模流分析檢討及判斷,會是以流動分析的判別為主,將這幾項也是比較常見的射出問題點,當分析出現這類情況時,實際結果也會很接近。

 

5.流動分析的問題辦別
a.肉厚收縮以及肉厚差的位置
這一部分在(
DFM檢討之模具結構分析)也有提到,各位可以再去看裡面的內容;總之進行產品設計時維持一個基本概念,只要不要補模具,加點膠或是做補強肋,多少有機會可以跟模具廠凹不用設變費用,但是只要一補模具就很難了,而且有些科技公司會將設變次數以及設變費用列入工程師的績效考核裡面,在沒有把握的情況下,這會是比較安全的作法(圖3)。

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b.澆口位置
這是最重要的,模流分析的流動模擬,用來確定合理的澆口數目和找出最佳進料口位置,如果在試模過程中發現澆口位置設計錯誤或是要調整澆口位置使之更好生產,模具就只能燒焊或者重新加工,如果母模表面要做高光或是咬花,有可能就要降面處理或是重換模仁。
對澆注系統的澆口所在位置進行模擬分析,可以預知澆口的射出壓力的平衡情況,模擬熔料充填過程,可使熔膠達到最佳的流動平衡,降低填充壓力,使壓力均勻分布。
基本上進澆點位置正確,保守也有60%以上的射出成形問題點都可以克服。 

 

d.競流效應
塑膠流體在模穴內的流動路徑,主要受阻力所決定。
產品厚度大的區域,阻力小,易流動且流速快;厚度小的區域阻力大,流動會較慢。
例如下例盒狀成品,中間底部平面肉厚較薄,週邊四側牆面則有較厚肉厚。
當中央單點進料時,對底部平面來說,對角是較長路徑(圖4-1),但塑料在到達牆面後(圖4-2) ,阻力變小,因此塑料會選擇此路徑流動(圖4-3) ,而且速度比底部對角更快,這種路徑彼此競爭的現象所以較”競流效應” (圖4-4),只要出現競流效應(圖4-5)(圖4-6),只有兩條路可以走,一個是改產品結構,另外一個就是改進膠點位置

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e.遲滯效應
遲滯現象是在某些流動路徑塑料的流動慢下來或停下來,假如塑料充填的模穴其厚度若不一致,塑料會頃向選擇阻力小的地方流動。
遲滯現象常常發生在肋的部份或厚薄劇烈變化的地方,因為肋對塑料而言阻力較大,它相較於產品的其他位置是比較薄的,並且流動方向就僅提供較小的壓力去充填肋,因此造成流動波前完全凝固產生短射的現象(圖5-1),通常射出看到這種現象時,在射出末段時,會用更大的壓力或是劑量去做充填,結果很容易造成過保壓現象,進而產生一些成型不良等問題(圖5-2) (圖5-3)。

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以上是看流動分析時的主要注意事項,至於想要了解更多的分析結果判讀可去參考我以下提供的資料。 

6.總結
以前早期很多公司想導入模流分析,常常就是理論與經驗兩派互鬥,老師傅說做這個不準那個不準,就他最準不然就是配合度差,結果很多都是需時間驗證的理論派輸了,然後離職走人,於是那套軟體就這樣擺著,我在剛開始做模流分析的時候,這種狀況最明顯,所以那時候都要跟射出技師social請他幫我試我想要的參數條件或是短射,直到這幾年這種鬥來鬥去的狀況才好了許多。

以下檔案是以前在網路上下載收集的模流分析資料,有興趣的人可以去下載了解。 

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檔案下載位置:https://drive.google.com/file/d/1hJPVdWvW3NpUFdGuL2TbrHMJC8EKauhD/view?usp=sharing
解壓縮密碼:MOLDFLOW20211107

 

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