CAE技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用及我國(guó)推廣現(xiàn)狀

 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，CAE技術(shù)無(wú)論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，都具有很大優(yōu)越性。近幾年，CAE技術(shù)在汽車(chē)、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域逐步地得到了廣泛應(yīng)用。

 深圳市有限元科技有限公司是一家有十年cae項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的高科技企業(yè)，公司代理國(guó)外多款著名cae軟件，并提供軟件的銷(xiāo)售與培訓(xùn)業(yè)務(wù)，另研發(fā)出多款行業(yè)cae通用軟件，并秉承以最高質(zhì)量的產(chǎn)品和最高質(zhì)量的服務(wù)滿足客戶的各種需求的服務(wù)理念，致力于為客戶提供一站式cae整體解決方案，目前已為全國(guó)超過(guò)500家企業(yè)提供cae分析服務(wù)。如需購(gòu)買(mǎi)cae軟件或咨詢服務(wù)請(qǐng)聯(lián)系在線客服，QQ：2039363860/4006046636。

 一、CAE技術(shù)-模具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

 目前，世界塑料成型CAE軟件市場(chǎng)由美國(guó)上市公司Moldflow公司主導(dǎo)，該公司是專(zhuān)業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直在此領(lǐng)域居領(lǐng)先地位。利用CAE技術(shù)可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。

 在今天，塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開(kāi)發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買(mǎi)材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造之前，預(yù)測(cè)塑料熔體在型腔中的整個(gè)成型過(guò)程，幫助研判潛在的問(wèn)題，有效地防止問(wèn)題發(fā)生，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本。

 二、CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域的重要應(yīng)用

 近年來(lái)，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大，采用CAE技術(shù)可以全面解決注塑成型過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。CAE分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過(guò)程，即制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和注塑成型。三方面的應(yīng)用分述如下：

 1、制品設(shè)計(jì)

 制品設(shè)計(jì)者能用流動(dòng)分析解決下列問(wèn)題：

 （1）制品能否全部注滿這一古老的問(wèn)題仍為許多制品設(shè)計(jì)人員所注目，尤其是大型制件，如蓋子、容器和家具等。

 （2）制件實(shí)際最小壁厚如能使用薄壁制件，就能大大降低制件的材料成本。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率，降低塑件成本。

 （3）澆口位置是否合適采用CAE分析可7zhuan.cn使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)具有充分的選擇澆口位置的余地，確保設(shè)計(jì)的審美特性。

 2、模具設(shè)計(jì)和制造

 CAE分析可在以下諸方面輔助設(shè)計(jì)者和制造者，以得到良好的模具設(shè)計(jì)：

 （1）良好的充填形式對(duì)于任何的注塑成型來(lái)說(shuō)，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、經(jīng)濟(jì)。

單向充填是一種好的注塑方式，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。

 （2）最佳澆口位置與澆口數(shù)量為了對(duì)充填方式進(jìn)行控制，模具設(shè)計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量，CAE分析可使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并對(duì)其影響作出評(píng)價(jià)。

 （3）流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際的模具設(shè)計(jì)往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美。通過(guò)流動(dòng)分析，可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估，如此，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過(guò)高的熔體溫度。

 （4）冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)通過(guò)分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。

 （5）減小反修成本提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢(qián)。此外，未經(jīng)反復(fù)修模的模具，其壽命也較長(zhǎng)。

 3、注塑成型

 注塑者可望在制件成本、質(zhì)量和可加工性方面得到CAE技術(shù)的幫助：

 （1）更加寬廣更加穩(wěn)定的加工裕度流動(dòng)分析對(duì)熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個(gè)目標(biāo)趨勢(shì)，通過(guò)流動(dòng)分析，注塑者便可估定各個(gè)加工參數(shù)的正確值，并確定其變動(dòng)范圍。會(huì)同模具設(shè)計(jì)者一起，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備，設(shè)定最佳的模具方案。

 （2）減小塑件應(yīng)力和翹曲選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形，甚至發(fā)生失效。

 （3）省料和減少過(guò)量充模流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動(dòng)，有助于減少材料的使用和消除因局部過(guò)量注射所造成的翹曲變形。

 （4）最小的流道尺寸和回用料成本流動(dòng)分析有助于選定最佳的流道尺寸。以減少澆道部分塑料的冷卻時(shí)間，從而縮短整個(gè)注射成型的時(shí)間，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。

 三、CAE技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀

 盡管CAE技術(shù)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但是目前在我國(guó)CAE軟件，尤其是國(guó)產(chǎn)的CAE軟件卻和者蓋寡。原因何在呢？我國(guó)著名塑料成型CAE軟件專(zhuān)家、7zhuan.cn華中科技大學(xué)材料學(xué)院院長(zhǎng)、模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授李德群指出：塑料企業(yè)對(duì)CAE軟件普遍不重視，很少有企業(yè)主動(dòng)采用。可以說(shuō)，國(guó)產(chǎn)CAE軟件的市場(chǎng)阻力非常大，堅(jiān)持自己的品牌做下來(lái)很不容易。

 1、企業(yè)觀念落后

 CAE軟件？我們從來(lái)不用！我們只用制造模具使用的繪圖和數(shù)控加工軟件做模具就夠了。類(lèi)似的回答在中小模具廠中十之八九。

 其實(shí)，對(duì)塑料模具廠家來(lái)說(shuō)，僅僅使用制造模具用的繪圖和數(shù)控加工軟件是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)橥ㄟ^(guò)塑料成型CAE軟件分析，可以在模具設(shè)計(jì)已完成、還沒(méi)開(kāi)始制造時(shí)，就提前對(duì)設(shè)計(jì)好的模具進(jìn)行模擬分析，及時(shí)糾正模具的設(shè)計(jì)缺陷。

 因此使用CAE軟件對(duì)模具廠家來(lái)說(shuō)是減少壞模、降低生產(chǎn)成本的重要手段，這種預(yù)先模擬檢測(cè)的方法在國(guó)外十分普及。

 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)周永泰認(rèn)為，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)確實(shí)存在CAE軟件應(yīng)用不廣的現(xiàn)象。這是由于國(guó)內(nèi)塑料模具企業(yè)普遍存在憑經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)的現(xiàn)象，往往是通過(guò)反復(fù)試模來(lái)修改模具。其實(shí)這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅成本高，而且不精確。

 2、市場(chǎng)推廣乏力

 有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為，7zhuan.cn國(guó)內(nèi)企業(yè)不愛(ài)用CAE軟件，這與CAE軟件宣傳力度小、企業(yè)認(rèn)識(shí)不到使用CAE軟件的經(jīng)濟(jì)利益有關(guān)。因此，國(guó)產(chǎn)CAE軟件應(yīng)當(dāng)向國(guó)外企業(yè)學(xué)習(xí)，加大宣傳力度，并適當(dāng)做些培訓(xùn)，使模具企業(yè)充分感受到CAE軟件的好處，這樣有利于提高市場(chǎng)份額。

 據(jù)了解，美國(guó)Modelflow軟件在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)上有龐大的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)資金。他們還建立了Moldflow應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)體制，將其作為一項(xiàng)技術(shù)認(rèn)證，通過(guò)工程人員的認(rèn)證加強(qiáng)了市場(chǎng)推廣力度。業(yè)內(nèi)人士希望，國(guó)內(nèi)也能夠引進(jìn)這種做法。

 3、盜版軟件猖獗

 國(guó)內(nèi)軟件市場(chǎng)普遍存在一種現(xiàn)象：正版的推不動(dòng)，盜版的很暢銷(xiāo)。CAE軟件也面臨著同樣的問(wèn)題。

 本文出自深圳有限元科技有限公司官網(wǎng)：7zhuan.cn 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明