CN112541248B

CN112541248B - 自动化模流分析系统及方法

Info

Publication number: CN112541248B
Application number: CN201910901525.5A
Authority: CN
Inventors: 钟元凯; 黄世存
Original assignee: Audix Technologies Xiamen Co ltd
Current assignee: Audix Technologies Xiamen Co ltd
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2039-09-23
Also published as: CN112541248A

Abstract

本发明公开了一种自动化模流分析系统和一种利用自动化模流分析系统的方法，其中，该自动化模流分析系统包含：数据库，包括多种代表不同产品的类别，每一类别具有多组不同的有关于射出成型的数据；前处理模块用以输入一类别及点选浇口位置，由数据库中自动选择一组数据，并自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件；网格化模块用以对模型文件自动进行网格化；建立项目模块用以将网格化的模型文件自动建立项目；输入条件模块用以自动输入材料及成型条件；分析计算模块用以对项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；判读模块对该分析结果进行判读并自动产生报告。

Description

自动化模流分析系统及方法

技术领域

本发明有关于射出成型技术，尤指一种可简化模流分析流程且大幅缩短模流分析时间的自动化模流分析系统及方法。

背景技术

模流分析是射出成型制程的关键技术，藉由模流分析得到与射出成型相关的参数，以完善模具设计及产品。

然而，模流分析包括许多步骤，例如浇口、流道、网格、材料、成型条件等参数，都需要依据产品外型及产品尺寸一一设定。虽然目前一般业者皆使用软件辅助分析，但是仍需要藉由人工经验值对各项参数进行多次试验，才能得出最佳的成型参数值。因此必须耗费大量人力、时间与材料。

依实际情况而定，现有的模流分析平均约需耗时6个小时方能完成。如前所述，模流分析必须倚赖人工经验值，通常，针对每种参数大约需要输入2~3次的模拟值才能得到最佳参数，而若是由经验不足的人员进行分析，则需要更多次的输入模拟，亦即必须耗费更长的时间才能完成模流分析而得到所有参数。

据此，如何能有一种可大幅缩短模流分析时间的『自动化模流分析系统及方法』，是相关技术领域人士亟待解决的课题。

发明内容

于一实施例中，本发明提出一种自动化模流分析系统，包含：

一数据库，其包含多种代表不同产品的类别，每一类别具有多组不同的有关于射出成型的数据；

一前处理模块，用以输入一类别及点选浇口位置，并由前处理模块根据类别及浇口位置由数据库中自动选择一组数据，并于前处理模块自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件；

一网格化模块，用以对模型文件自动进行网格化；

一建立项目模块，用以将网格化的模型文件自动建立项目；

一输入条件模块，用以自动输入材料及成型条件；

一分析计算模块，用以根据材料及成型条件对项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；以及

一判读模块，用以对该分析结果自动进行判读并自动产生报告。

于一实施例中，本发明提出一种自动化模流分析方法，其包含下列步骤：

于前处理模块输入一产品类别及点选浇口位置，并由前处理模块根据产品类别及浇口位置由数据库中自动选择一组数据，并于前处理模块自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件；

由网格化模块对模型文件自动进行网格化；

由建立项目模块将网格化的模型文件自动建立项目；

由输入条件模块自动输入材料及成型条件；

由分析计算模块根据材料及成型条件对项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；以及

由判读模块对分析结果自动进行判读并自动产生报告。

附图说明

图1为本发明的多自动化模流分析系统的架构示意图。

图2为本发明的多自动化模流分析方法的流程图。

附图标记说明：100-自动化模流分析系统；10-数据库；20-前处理模块；30-网格化模块；40-建立项目模块；50-输入条件模块；60-分析计算模块；70-判读模块；80-人机界面；200-自动化模流分析方法流程；202~212-自动化模流分析方法流程的步骤。

实施方式

请参阅图1所示，本发明所提供的一种自动化模流分析系统100，包含一数据库10、一前处理模块20、一网格化模块30、一建立项目模块40、一输入条件模块50、一分析计算模块60、一判读模块70。

数据库10包含多种代表不同产品的类别，每一类别具有多组不同的有关于射出成型的数据。产品的种类不限，例如可为消费性电子零件，包括但不限于音圈马达(VOICE-COIL MOTOR，VCM)部件、手机摄像头、车用零件、电子零件、光学零件、生活用品，举凡必须利用塑料射出成型的零部件皆包含在内，不限于上述产品。数据则依产品而设定，例如，每一组数据至少包括产品信息、模具信息、成型信息及比对数据。数据的数目依实际所需设定，例如可为200组或其他数目。

产品信息包括但不限于图面、产品数据、材料条件。

图面包括二维图面与三维图面其中至少之一；通常会赋予二维图面或三维图面一档号，而该文件号链接于图形库，当点选文件号时即可显示相对应的产品图形。

产品数据包括产品重量、产品尺寸、产品体积、平均肉厚其中至少之一；上述各项的设定单位依实际所需而定；产品尺寸通常包括产品的长、宽、高尺寸。

材料条件包括材料名称、材料密度、二次料、纤维/矿物质比例、烘料温度、烘料时间其中至少之一。上述各项的设定单位依实际所需而定；材料名称例如可为LCP E525T、LCPE840i。二次料及纤维/矿物质比例皆可设定为一百分比值。

模具信息包括但不限于模具结构、浇道系统、冷却系统。

模具结构可包括模具形式、绞牙、滑块数、穴数、模具尺寸其中至少之一；上述各项的设定单位依实际所需而定；模具形式可为二板或三板；绞牙可显示是否绞牙，Y/N，Y代表是，N代表否；模具尺寸通常包括长、宽、高尺寸。

浇道系统可包括流道形式、热浇道供货商、竖流道尺寸、主流道型式与尺寸、次流道型式与尺寸、流道体积估算值、流道体积实际值、体积相似度、流道重量、浇口数、浇口型式、浇口尺寸其中至少之一；视情况所需，浇道系统可再包括第三段流道型式与尺寸、第四段流道型式与尺寸、第五段流道型式与尺寸、第六段流道型式与尺寸、第七段流道型式与尺寸；上述各项的设定单位依实际所需而定；流道形式可显示冷或热；热浇道供货商可视情况是否显示；竖流道尺寸通常包括长、宽、高尺寸及体积；主流道型式与尺寸至第七段流道型式与尺寸通常可显示其型式(例如可为U型)及长、宽、高尺寸与体积；体积相似度可设定为流道体积估算值/流道体积实际值的百分比值；浇口型式可设定显示为潜伏或针点两种型式；浇口尺寸通常包括宽、高尺寸。

冷却系统可包括水路位置、水路方式其中至少之一；水路位置可显示模框或模座；水路方式可包括水、油、加热棒等方式。

成型信息包括但不限于成型机数据、模具温度设定、成型条件、模流分析。

成型机数据包括厂牌、机台型号、型式、螺杆直径、射出量、最大射出压力、最大射出速度、最大流率、最大锁模力其中至少之一；型式可为油动或电动。

模具温度设定包括固定侧设定值、可动侧设定值、固定侧实际值、可动侧实际值其中至少之一；上述各项的设定单位依实际所需而定。

成型条件包括材料温度、最大射出速度、计料量、残余量、总料量、射出时间、射出压力上限值、射出压力实际值、保压压力、保压时间、冷却时间、周期时间、短射、成型条件表其中至少之一；上述各项的设定单位依实际所需而定，而成型条件表可赋予一档号，而该档号连结于成型条件表库，当点选文件号时即可显示相对应的成型条件表。

模流分析包括流动波前、体积收缩率、翘曲值、浇口固化时间、产品冷却时间、射出压力分析值其中至少之一；上述各项的设定单位依实际所需而定；流动波前可赋予一档号，而该档号连结于流动波前库，当点选文件号时即可显示相对应的流动波前；体积收缩率可包括一最小收缩率(min%)及最大收缩率(max%)；翘曲值可包括一最小值(min)与最大值(max)。

比对数据包括但不限于现场比对，其包括短射、真圆度、平面度、平行度、最大成型压力、首件检查表其中至少之一。上述各项皆为比对分析结果与实际产品的相似度百分比；当任一项的相似度百分比低于一标准值时，则必须进行修正。

必须说明的是，模流分析与比对数据两项有部分内容必须在分析计算模块60及判读模块70中进行，而后再将分析及判读结果显示于该组数据中，并储存于数据库10中。

前处理模块20用以输入一类别及点选浇口位置，并由前处理模块20根据所输入的类别及浇口位置由数据库10中自动选择一组数据，并于前处理模块20自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件。于本实施例中，前处理模块20连接于一人机界面80，人机界面80通常可为屏幕、键盘等装置，但不限于此。用户藉由人机界面80点选类别及点选浇口位置后，前处理模块20会根据所输入的类别及浇口位置由数据库10中自动选择一组与所点选的类别及浇口位置最接近的数据，且于人机界面80自动产生一个与该组数据相对应的包含制品、流道及水路的模型文件。

此外，前处理模块20更包括用以进行冷却水管与进水口设定，以及，用以输入模座、分模方向与尺寸。同样地，用户可藉由人机界面80进行上述设定及输入。更具体而言，于上述输入及设定的过程中，可将产品模型(例如可为STEP文件)、曲线流道(例如可为igs文件) 汇入前处理模块20中并显示于人机界面80，而当完成输入及设定后，即可于人机界面80显示一包含制品、流道及水路等结构的模型文件。

网格化模块30用以对模型文件自动进行网格化。网格化模块30首先对模型文件自动进行实例化网格的步骤，而后自动储存网格档案，档案的格式例如可为mfe文件。

建立项目模块40用以将网格化的模型文件自动建立项目。于建立项目时，只要先设定项目名称及位置等，再将于网格化模块30中储存的网格档案汇入即可自动建立项目。

输入条件模块50用以自动输入材料及成型条件。成型条件包括温度、时间等数据，但不限于此。

分析计算模块60用以根据材料及成型条件对项目自动进行分析计算并自动产生分析结果。当完成前处理模块20、网格化模块30、建立项目模块40、输入条件模块50中的处理程序后，即可自动进行分析计算，并自动产生一初步的模流分析结果。分析项目可包括充填分析纪录过程、保压分析记录过程、翘曲分析纪录过程，但不限于此。

判读模块70对分析结果自动进行判读并自动产生报告。判读模块70自动进行判读的项目依实际所需而设定，以前述于分析计算模块60所分析的项目，充填分析纪录过程、保压分析记录过程、翘曲分析纪录过程而言，例如可包含充填、保压及翘曲等项目。其中，充填可包括温度、压力、结合线、包封、射出压力、短射、流动不平衡、流动迟滞问题及压力损；保压可包括保压压力、保压温度及体积收缩；而翘曲则可包括总位移、平坦度、平行度及真圆度。

于极少数情况下，若判读结果显示当次的模流分析不尽理想，例如发生上述比对数据于比对分析结果与实际产品的相似度百分比低于标准值时，则必须进行修正。由于利用本发明所提供的自动化模流分析系统进行模流分析时仅有极少部分数据是由人工输入，因此可以也快速判断出哪一项人工输入数据有误并快速修正。例如产生误差的原因可能包括，材料已停用、成型条件表的充填时间有问题(例如充填时间设定远短于正常值)、料温设定有误等问题。再者，由于利用本发明所提供的自动化模流分析系统进行模流分析的时间非常快速，因此修正后的模流分析过程也很快速。

请参阅图1及图2所示，利用本发明的自动化模流分析系统，可归纳出一种自动化模流分析方法流程200，其包含下列步骤：

步骤202：于前处理模块20输入一产品类别及点选浇口位置，并由前处理模块20根据产品类别及浇口位置由数据库10中自动选择一组数据，并于前处理模块20自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件；

步骤204：由网格化模块30对模型文件自动进行网格化；

步骤206：由建立项目模块40将网格化的模型文件自动建立项目；

步骤208：由输入条件模块50自动输入材料及成型条件；

步骤210：由分析计算模块60根据材料及成型条件对项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；以及

步骤212：由判读模块70根据分析结果自动进行判读并自动产生报告。

综上所述，本发明所提供的自动化模流分析系统及方法，将经验值数据化，作为标准数据库，而数据库也就是模流分析的准则，使用者只要点选浇口、选择材料，系统将最适用的数据组由数据库中取出，而后即可自动进行模流分析，无须经过反复测试及修正。

经实际验证，利用本发明所提供的自动化模流分析系统，可将模流分析时间缩减至少三分之二，例如原本需要耗费6小时的模流分析，可缩减至2小时，且分析准确度能确保85%以上，省去再次分析的时间。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种自动化模流分析系统，其特征在于，包含：

一数据库，其包含多种代表不同产品的类别，每一该类别具有多组不同的有关于射出成型的数据，每一组数据包括一产品信息、一模具信息、一成型信息及一比对数据；

一前处理模块，用以输入一该类别、一产品模型、一曲线流道及点选浇口位置，并由该前处理模块根据该类别、该浇口位置、该产品模型及该曲线流道由该数据库中自动选择一组该数据，并于该前处理模块自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件；

一网格化模块，用以对该模型文件自动进行网格化；

一建立项目模块，用以将该网格化的该模型文件自动建立项目；

一输入条件模块，用以自动输入材料及成型条件；

一分析计算模块，用以根据该材料及该成型条件对该项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；以及

一判读模块，对该分析结果自动进行判读并自动产生报告。

2.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该产品信息包括：

图面，其包括二维图面与三维图面其中至少之一；

产品数据，其包括产品重量、产品尺寸、产品体积、平均肉厚其中至少之一；以及

材料条件，其包括材料名称、材料密度、二次料、纤维/矿物质比例、烘料温度、烘料时间其中至少之一。

3.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该模具信息包括：

模具结构，其包括模具形式、绞牙、滑块数、穴数、模具尺寸其中至少之一；

浇道系统，其包括流道形式、热浇道供货商、竖流道尺寸、主流道型式与尺寸、次流道型式与尺寸、流道体积估算值、流道体积实际值、体积相似度、流道重量、浇口数、浇口型式、浇口尺寸其中至少之一；以及

冷却系统，其包括水路位置、水路方式其中至少之一。

4.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该成型信息包括：

成型机数据，其包括厂牌、机台型号、型式、螺杆直径、射出量、最大射出压力、最大射出速度、最大流率、最大锁模力其中至少之一；

模具温度设定，其包括固定侧设定值、可动侧设定值、固定侧实际值、可动侧实际值其中至少之一；

成型条件，其包括材料温度、最大射出速度、计料量、残余量、总料量、射出时间、射出压力上限值、射出压力实际值、保压压力、保压时间、冷却时间、周期时间、短射、成型条件表其中至少之一；以及

模流分析，其包括流动波前、体积收缩率、翘曲值、浇口固化时间、产品冷却时间、射出压力分析值其中至少之一。

5.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该比对数据包括：

现场比对，其包括短射、真圆度、平面度、平行度、最大成型压力、首件检查表其中至少之一。

6.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，更包括一人机界面，供用户操控该自动化模流分析系统或将数据输入该自动化模流分析系统。

7.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该前处理模块更包括用以进行冷却水管与进水口设定，以及，用以输入模座、分模方向与尺寸。

8.如权利要求1所述的自动化模流分析系统，其特征在于，该判读模块进行判读的项目包含：

充填，其包括温度、压力、结合线、包封、射出压力、短射、流动不平衡、流动迟滞问题及压力损；

保压，其包括保压压力、保压温度及体积收缩；以及

翘曲，其包括总位移、平坦度、平行度及真圆度。

9.一种利用权利要求1至权利要求8中任一所述的自动化模流分析系统的方法，其特征在于，包含下列步骤：

于该前处理模块输入一类别、一产品模型、一曲线流道及点选浇口位置，并由该前处理模块根据该产品类别、该浇口位置、该产品模型及该曲线流道由该数据库中自动选择一组数据，并于该前处理模块自动产生一包含制品、流道及水路的模型文件，每一组数据包括一产品信息、一模具信息、一成型信息及一比对数据；

由该网格化模块对该模型文件自动进行网格化；

由该建立项目模块将该网格化的该模型文件自动建立项目；

由该输入条件模块自动输入材料及成型条件；

由该分析计算模块根据该材料及该成型条件对该项目自动进行分析计算并自动产生分析结果；以及

由该判读模块对该分析结果自动进行判读并自动产生报告。