【成功故事】模流達人賽獲獎 型創輔導校園企業創四佳績

■SMART Molding 編輯部

前言

型創輔導圜達實業、東莞理工學院、旭瑞光電、好景塑膠、百匯精密共五間客戶,參加2020 Moldex3D 全球模流達人賽,四間獲得優秀成績。其中,電子零組件專業製造廠圜達實業在超過百件的企業傑出作品中脫穎而出,奪得企業組一等獎!東莞理工學院獲得學生組三等獎,旭瑞光電與好景塑膠獲得企業組特別獎。

2020 Moldex3D 全球模流達人賽

Moldex3D 全球模流達人賽(Moldex3D Global Innovation Talent Award)創辦自2012 年,深受全球用戶的支持及熱烈迴響,參賽件數逐年增加。今年全球模流達人賽有來自亞州、美洲、歐洲、澳洲各地超百件產品激烈競爭,經由科盛專家組評審出最優秀的企業作品與學生作品。獎項也是對各參賽組模流分析應用能力的高度認可。

Moldex3D 全球模流達人賽目標為激勵全球
Moldex3D 用戶分享模流分析實作案例及經驗。透過競賽,激發產學界開發創新的模流分析應用技巧及方法,展現模流分析為產品設計及生產帶來的價值與效益,協助全球塑膠工程相關領域培育更多智慧製造人才。通過實體(實際成型)與虛擬模型(數位輔助工具)間的連結,企業可獲得接近現實狀况的模擬分析結果,能夠更精準的優化產品與設計。

企業組第一名:圜達實業

圜達實業參賽的作品名稱為「致命的0.088 秒」,其團隊成員為王明堯、蕭政賢、謝堯彬、廖正義、吳佩蓉等五人,下方將針對其作品進行介紹。

作品大綱
T3C 輕觸零件為圜達電子開關中產量最高產品之一,電子開關主要目的為觸動開關使電路導通,導通性是開關產品中最重要的關鍵,而此產品在製程中容易有包封、結合線、缺料等問題,造成產品之導通不良。

圜達團隊使用Moldex3D 分析並設計變更出解決方案,使充填產品流動平衡及縮短成型周期,並改善包封、結合線、缺料等外觀缺陷,應用模流分析來提升產品之良率及降低成本。

挑戰
• 如何改善包封、結合線、缺料等缺陷?
• 如何改善流動不平衡之流道?
• 如何縮短周期時間?

解決方案
圜達團隊使用Moldex3D 分析並改變流道位置及方向,使充填產品流動平衡並降低殘留應力及縮短
成型周期,後又藉由增加溢流區及變更產品外型等設計,改善包封、結合線、缺料等外觀缺陷。透過
Moldex3D,其產品整體良率提升了39.68%,生產周期也降低16%。

圖1:企業組第一名,圜達實業「致命的0.088 秒」。透過Moldex3D 分析,圜達使充填產品流動平衡及縮短成型周期,並提升產品良率及降低成本

效益
• 有效控制結合線位置
• 流動平衡
• 减少澆道料頭節省材料
• 縮短成型周期
• 提升良率

使用產品(模組):Moldex3D Professional 解決方案
• 流動分析模組 Flow
• 保壓分析模組 Pack
• 冷卻分析模組 Cool
• 翹曲分析模組 Warp
• Designer BLM

團隊得獎感言
感謝Moldex3D 主辦全球模流達人賽這項非常具有意義的比賽,透過彼此間的良性競爭,分享自身案例,帶動產業界的前進,也感謝型創科技的協助,提供許多寶貴意見及資訊,使圜達團隊能夠在學習中成長,成為此次比賽的NO.1。

圖2:圜達實業應用Moldex3D 使產品整體良率提升39.68%,生產周期也降低16%

學生組第三名:東莞理工學院

東莞理工學院參賽的作品名稱為「利用Moldex3D 優化LED 透鏡異型水路設計並降低殘餘應力」,其團隊成員為孫振忠、劉岩、陳磊、劉環裕、陳盛貴、王海滔、謝周武、廖春輝等八人,下方將針對其作品進行介紹。

作品大綱
LED 透鏡作為光學級的產品,對透光性、熱穩定性、密度、折射率均勻性、折射率穩定性、吸水性、混濁度、最高長期工作溫度等都有嚴格的要求。因此,必須根據實際選擇透鏡的材料。原則上選擇光學級PMMA。東莞理工學院利用Moldex 3D 軟體優化LED 透鏡水路設計,成功設計異型水路,使產品冷卻後溫度分布均勻;結合正交試驗得到最佳成型工藝,優化產品成型周期,降低產品應力。最終協助企業降低生產成本,提高生產效率。

挑戰
• 產品外觀避免有明顯縫合線、流痕等外觀缺陷。
• 產品對面形精度要求較高,表面粗糙度須小於20nm。
• 使產品冷卻後溫度分布均勻,降低成型周期。
• 降低產品內部殘餘應力。

解決方案
陳磊博士等人使用Moldex3D Conformal Cooling 及Stress 等模組多次驗證普通水路與異型水路設計,不斷進行拓撲優化,使產品經冷卻後達到溫度均勻的目的後,再通過Moldex3D 對光學及殘餘應力的預測,進一步優化改善工藝,快速找到最佳成型工藝方案與水路方案,大大縮短產品的研發周期,達到「產學研」之目的。

效益
• 找到最佳異型水路布置方案,解決產品冷卻後溫度分布不均的問題。
• 產品冷卻時間從15 秒縮短至13 秒。
• 有效控制縫合線溫度,降低其對產品外觀影響。
• 符合產品尺寸精度要求。
• 產品殘餘應力低且均勻。

使用產品(模組):Moldex3D Advanced 解決方案
• 流動分析模組 Flow
• 保壓分析模組 Pack
• 冷卻分析模組 Cool
• 翹曲分析模組 Warp
• Designer BLM
• 應力分析模組
• 光學分析模組

圖3:學生組第三名,東莞理工學院「利用Moldex3D 優化LED 透鏡異型水路設計並降低殘餘應力」

團隊得獎感言
能夠在本届模流達人賽中獲獎,這是對學院整個團隊能力的認可。通過比賽過程中團員的磨合與溝通,大家對Moldex3D 的應用也更加熟練,軟體的價值也更加得以體現,最後非常高興能帶領團隊獲得此殊榮!在此也希望科盛科技在未來發展越來越好,能夠帶領整個射出行業再攀高峰。

企業組特別獎:旭瑞光電

旭瑞光電的作品名稱為「Moldex3D 在光學鏡片研究結合線之應用」其團隊成員為劉雪石、謝志波,下方將針對其作品進行介紹。

作品大綱
光學鏡片是攝像鏡頭中重要的零件,在攝像鏡頭模組上常常有1~2 片凸凹鏡片,而此凸凹鏡片在射出成型時必定產生結合線,該結合線嚴重地影響了光學鏡片成像的品質。旭瑞光電使用Moldex3D 模流分析軟體針對凸凹鏡片進行預測,並成功預測氣壓場對熔體充填流動狀態影響,從而消除鏡片的結合線,為光學業內首創,並藉此申請多項專利。

挑戰
目前在光學白件鏡片凸凹結構的特徵下射出成型時所產生的結合線是必然存在的,該結合線造成嚴重地影響,使光學設計未能達到預期的目的。當前對射出產品結合線的工藝試調方法大多是通過提高料溫、模溫及提高射出壓力及射速來弱化結合線的視覺感,其使用的工藝方法較淺顯且通用性不强,無法從根本上消除結合線,進而到最佳光學設計。

解決方案
利用Moldex3D 成功預測氣壓場對熔體充填流動狀態影響,對於長期困擾著光學凸凹鏡片射出成型時所產生的結合線 ,並同時改善因此結合線對光學鏡頭成像影響。

效益
• 消除結合線,還原最佳光學設計
轉寫性提高,使鏡片表面密度提高,從而將膜强度
提升30%

圖4:利用Moldex 3D 軟體優化LED 透鏡水路設計,再結合正交試驗優化產品成型周期,降低產品應力,並成功降低生產成本,提高生產效率

使用產品(模組):Moldex3D eDesign 解決方案
• 流動分析模組 Flow
• 保壓分析模組 Pack
• 冷卻分析模組 Cool
• 翹曲分析模組 Warp
• 光學分析模組
• Designer BLM

團隊得獎感言
對我們旭瑞光電來說,虛實整合將是打通工業4.0 之路最關鍵的一個環節。

企業組特別獎:好景塑膠

好景塑膠的作品名稱為「電動工具─複合式斜切機手柄的優化」,其團隊成員為楊健、羅偉航、黃君、劉岳飛,下方將針對其作品進行介紹。

作品大綱
產品為電動工具的複合式斜切機手柄,采用PC+15GF的塑膠,以冷流道成型,已生產兩年。生產的模具為3 點進澆,由於所用的材料成型後硬度非常高,因此需要3 個人進行加工;目前好景的生產優化部希望通過優化流道設計與調整成型條件來减少該產品的生產成本且不會對產品的品質有太大的影響,藉以Moldex3D 模流分析驗證其可行性。

通過現場的成型條件進行分析,驗證當前流道設計分析結果的準確性並减少流道尺寸或單點進澆,通過調整成型條件,使减膠後的設計之變形、壓力等各方面都達到客戶的要求,最終成功减少人工與原料的成本,並减少試模次數。

挑戰
• 流道减膠後進澆的壓力損失較大,預計通過調整成型參數降低壓力損失。
• 如何流道减膠後之產品的翹曲變

解決方案
利用Moldex3D BLM 進行分析,驗證原始方案分析結果的準確性,流道减膠後,分析對比與原設計的差異,並且通過調整成型條件,降低其變形與壓力,縮短生產周期。

效益
• 减少67% 的人工成本。
• 節省材料,减少33% 的原料成本。
• 通過模流分析驗證,合理調整成型參數,减少試模次數。
• 為同類型的產品累積經驗。使用產品(模組):Moldex3D Professional 解決方案
• 流動分析模組 Flow
• 保壓分析模組 Pack
• 冷卻分析模組 Cool
• 翹曲分析模組 Warp
• 纖維分析模組 Fiber
• Moldex3D Studio

圖5:企業組特別獎,旭瑞光電「Moldex3D 在光學鏡片研究結合線之應用」。以Moldex3D 成功預測氣壓場對熔體充填流動狀態影響,從而消除鏡片結合線

型創輔導校企參賽之感言

感謝各企業對型創的信任與認可,很榮幸能在參賽過程中配合各位並給予建議,共同努力解決種種困難,最終喜得佳績。這些優異的成績見證了各組成員的不懈努力,透過不斷地摸索與嘗試,才令產品達到預期效果。除了獲獎的喜悅,相信各企業在參賽過程中也對模流分析技術方面之學習有所收穫。在日後透過模流分析與現場實務對比,以解決實際生產問題時,將更加得心應手,幫助企業突破更多難關。

圖6:在攝像鏡頭模組上常常有1~2 片凸凹鏡片,其在射出成型時必定產生結合線,而該結合線會嚴重影響光學鏡片成像的品質
圖7:企業組特別獎,好景塑膠「電動工具─複合式斜切機手柄的優化」。透過Moldex3D,該產品成功减少67% 的人工成本,並减少33% 的原料成本
圖8:該產品通過Moldex3D 優化其流道設計與成型條件,並透過模流分析驗證其可行性 

文章來源:SMART Molding雜誌

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