第一ç«?/p>
计算机辅助工程与塑料射出成形
1-1
计算机辅助工程分æž?/p>
计算机辅助设è®?/p>
(Computer-Aided Design, CAD)
是应用计算机协助进行创造、设计、修改、分析、及最佳化一
个设计的技术ã€?/p>
计算机辅助工程分æž?/p>
(Computer-Aided Engineering, CAE)
是应用计算机分析
CAD
几何模型之物ç�?/p>
问题的技术,可以让设计者进行仿真以研究产品的行为,进一步改良或最佳化设计。目前在工程运用上,比较成熟
çš?/p>
CAE
技术领域包括:结构应力分析、应变分析、振动分析、流体流场分析、热传分析、电磁场分析、机构运åŠ?/p>
分析、塑料射出成形模流分析等等。有效地应用
CAE
,能够在建立原型之前或之后发挥功能:
�/p>
协助设计变更
(design revision)
�/p>
协助排除困难
(trouble-shooting)
�/p>
累积知识经验,系统化整理
Know-how
,建立设计准åˆ?/p>
(design criteria)
CAE
使用近似的数值方æ³?/p>
(numerical methods)
来计算求解,而不是传统的数学求解。数值方法可以解决许多在
纯数学所无法求解的问题,应用层面相当广泛。因为数值方法应用许多矩阵的技巧,适合使用计算机进行计算,è€?/p>
计算机的运算速度、内存的数量和算法的好坏就关系到数值方法的效率与成败ã€?/p>
一般的
CAE
软件之架构可以区分为三大部分ï¼?/p>
前处理器
(pre-processor)
�/p>
求解å™?/p>
(solver)
å’?/p>
后处理器
(post-processor)
�/p>
前处理器
的任务是建立几何模型、切割网格元素与节点、设定元素类型与材料系数、设定边界条
件等ã€?/p>
求解å™?/p>
读取前处理器的结果档,根据输入条件,运用数值方法求解答案ã€?/p>
后处理器
将求解后大量的数据有è§?/p>
则地处理成人机接口图形,制作动画以方便使用者分析判读答案。为了便利建æž?/p>
2D
�/p>
3D
模型,许å¤?/p>
CAE
软件æ�?/p>
供了
CAD
功能,方便建构模型。或者提ä¾?/p>
CAD
接口,以便将
2D
�/p>
3D
çš?/p>
CAD
图文件直接汇å…?/p>
CAE
软件,再è¿?/p>
行挑面与网格切割,以便执行分析模拟ã€?/p>
应用
CAE
软件必须注意到其分析结果未必能够百分百重现所有的问题,其应用重点在于有效率地针对问题æ�?/p>
出可行之解决方案,以争取改善问题的时效ã€?/p>
经验
=>
知识
=>
实验比对
=>
品质
(Q)
、成æœ?/p>
(C)
、交æœ?/p>
(D)
CAE
工具
=>
应用
CAE
工具时,必须充分了解å…?/p>
理论内涵
�/p>
模型限制
,以区分仿真分析和实际制程的差异,才不至于对åˆ?
析结果过度判读。据估计,全球应ç”?/p>
CAE
技术的比例ä»?/p>
15%
左右,仍有广大的发展空间。影å“?/p>
CAE
技术推广的ä¸?/p>
因有三:
�/p>
分析的准确性ã€?/p>
�/p>
相关技术人员的养成ã€?/p>
�/p>
技术使用的简易性ã€?/p>
�/p>
CAE
模拟分析之主要误差来源包括:
�/p>
理论模式
�/p>
物理现象、材料物性ã€?/p>
�/p>
数值解æ³?/p>
(numerical Solver)
�/p>
几何模型
(geometry model)
�/p>
错误的输入数æ�?/p>
1-2
塑料射出成形
塑料制品依照其材料性质、用途和成品外观特征而开发了各种加工的方法,例如押出成形
(extrusion)
、共押出
成形
(co-extrusion)
、射出成å½?/p>
(injection molding)
、吹袋成å½?/p>
(blown film)
、吹瓶成å½?/p>
(blow molding)
、热压成å½?/p>
(thermoforming)
、轮压成å½?/p>
(calendering molding)
、发泡成å½?/p>
(Foam molding)
、旋转成å½?/p>
(rotational molding)
、气体辅åŠ?/p>
射出成形
(gas-assisted injection molding)
等等ã€?/p>
塑料射出成形
(injection molding)
是将熔融塑料材料压挤进入模穴,制作出所设计形状之塑件的一个循环制程ã€?/p>
射出成形制程根据所使用的塑料而有不同,热塑性塑料必须将射进模穴的高温塑料材料冷却以定形,热固性塑料则