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塑料射出成形之模流分析系應(yīng)用質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒方程式，配合高分子材料的流變理論和數(shù)值求解法所建立的一套描述塑料射出成形之熱力歷程與充填／保壓行為模式，經(jīng)由人性化接口的顯示，以獲知塑料在模穴內(nèi)的速度、應(yīng)力、壓力、溫度等參數(shù)之分布，塑件冷卻凝固以及翹曲變形的行為，并且可能進(jìn)一步探討成形之參數(shù)及模具設(shè)計(jì)參數(shù)等關(guān)系。理論上，模流分析可以協(xié)助工程師一窺塑料成品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、及成形條件的奧秘，其能夠幫助生手迅速累積經(jīng)驗(yàn)，協(xié)助老手找出可能被忽略的因素。應(yīng)用模流分析技術(shù)可以縮減試模時(shí)間、節(jié)省開模成本和資源、改善產(chǎn)品品質(zhì)、縮短產(chǎn)品上市的準(zhǔn)備周期、降低不良率。在CAE領(lǐng)域，塑料射出模流分析已經(jīng)存在具體的成效，協(xié)助射出成形業(yè)者獲得相當(dāng)完整的解決方案。
塑料射出模流分析所需的專業(yè)知識包括：
?材料特性—塑料之材料科學(xué)與物理性質(zhì)、模具材料和冷卻劑等相關(guān)知識。
?設(shè)計(jì)規(guī)范—產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)，可參考材料供貨商提供的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
?成形條件—塑料或高分子加工知識以及現(xiàn)場實(shí)務(wù)。
市場上模流分析軟件大多數(shù)是根據(jù)GHS(Generalized Hele-Shaw)流動模型所發(fā)展的中間面(mid-plane)模型或薄殼(shell)模型之2.5D模流分析，以縮減求解過程的變量數(shù)目，并且應(yīng)用成熟穩(wěn)定的數(shù)值方法，發(fā)展出高效率的CAE軟件。加以90%的塑料成品都是所謂的薄件，2.5D模流分析的結(jié)果具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性，佐以應(yīng)用的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合專家系統(tǒng)，2.5D模流分析仍將主導(dǎo)模流分析的技術(shù)市場。薄殼模型要求塑件的尺寸／肉厚比在10以上，因此著重在塑料的平面流動，而忽略塑料在塑件肉厚方向的流動和質(zhì)傳，因此可以簡化計(jì)算模型。就典型的模流分析案例而言，一般大約需要5000~10000個(gè)三角形元素來建構(gòu)幾何模型，目前2.5D模流分析方法在厚度方向使用有限元素差分法(finite difference method)分開處理，因此比較不會影響計(jì)算效率。通常，2.5D模流分析軟件可以讀取的檔案格式包括.STL、. .IGES、 MESH、STEP等檔案格式。
目前，市面上可以看到的塑料射出成形仿真軟件如下表：
軟件名稱
開發(fā)單位
C-MOLD
A.C.Tech. (美國)
MOLDFLOW
Moldflow PTY (澳洲)
SIMUFLOW
Gratfek Inc. (美國)
TM Concept
Plastics & Compute Inc. (意大利)
CADMOULD
I. K. V. (德國)
IMAP-F
(株)豐田中央研究所(日本)
PIAS
Sharp 公司(日本)
TIMON-FLOW
TORAY公司(日本)
POLYFLOW
SDRC (美國)
CAPLAS
佳能(日本)
MELT FLOW
宇部興產(chǎn)(日本)
SIMPOE
欣波科技(臺灣)
MOLDEX
科盛科技(臺灣)
INJECT-3
Phillips(荷蘭)
Dassault(法國)
Pro/E Plastics
PTC (美國)
1-4 模流分析軟件的未來發(fā)展
傳統(tǒng)2.5D模流分析的較大困擾在于建立中間面或薄殼模型。為了遷就CAE分析，工程師往往在進(jìn)行分析之前先利用轉(zhuǎn)檔或重建的方式建構(gòu)模型，相當(dāng)浪費(fèi)時(shí)間，甚至可能花費(fèi)分析時(shí)間的80%以上在建模和修模。新一代的模流分析軟件舍棄GHS流動模型，直接配合塑件實(shí)體模型，求解3D的流動、熱傳、物理性質(zhì)之模型方程式，以獲得更真實(shí)的解答。3D模流分析技術(shù)的主要問題在于計(jì)算量非常大、計(jì)算的穩(wěn)定性問題和網(wǎng)格品質(zhì)造成數(shù)值收斂性的問題。目前，3D模流分析技術(shù)應(yīng)用的模型技術(shù)有下列：
?雙域有限元素法(dual-domain finite element method)：
將塑件相對應(yīng)面挑出，以兩薄殼面及半厚度近似實(shí)體模型，配合連接器(connector)的應(yīng)用以調(diào)節(jié)流動趨勢。此技術(shù)對于肉厚變化較大的產(chǎn)品，有應(yīng)力計(jì)算的誤差和適用性的問題。應(yīng)用上可能遭遇縫合線預(yù)測錯(cuò)誤、流動長度估算錯(cuò)誤等問題。使用此法的軟件如MPI。
?中間面產(chǎn)生技術(shù)(mid-plane generator)：
中間面產(chǎn)生技術(shù)可以分為中間軸轉(zhuǎn)換(Medial Axis Transform, MAT)和法則歸納法(heuristic method)，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑件，因?yàn)槿夂褡兓?、公母模面不對稱、肋(rib)與轂(boss)等強(qiáng)化原件的設(shè)計(jì)，使得MAT技術(shù)有實(shí)用上的困難，因此此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展以法則歸納法為主。
?HPFVM(High-Performance Finite Volume Method)：
應(yīng)用有限體積法配合配合快速數(shù)值算法(Fast Numerical Algorithm, FNA)、非線性去偶合計(jì)算法(Decoupled solution procedure for non-linearity)及高效率的迭代求解。使用此法的軟件如Moldex-3D。
潤圻瑞模具主要產(chǎn)品：管材模具
