- 客戶：史丹利百得公司
- 國家：美國
- 產業：工具製造
- 解決方案：Moldex3D Advanced解決方案 / 纖維配向模組 / FEA介面功能模組 / 翹曲分析模組
大綱
史丹利百得公司DTV部門主管William Lai與產品工程師Frank Tsai合作進行螺絲起子把手產品案例分析(圖一)。本案例中，產品的螺絲柱出現縫合線，導致產品容易碎裂。透過Moldex3D的模擬，他們得以精確預測出縫合線位置並改善。此外藉由Moldex3D多材質射出成型模組包覆成型分析，預測ABS和TPE雙料結合後的溫度，並優化成型條件。
圖一 產品開發流程
挑戰
- 縫合線造成產品碎裂
- 雙料設計造成額外的成本和時間花費
- 冷縫合線和霧狀表面
解決方案
透過Moldex3D的模擬，修改縫合線位置、優化雙料結合成型條件、優化澆口設計並獲得精確的軸心偏移數值
效益
- 變更縫合線位置，而能順利通過落摔測試
- 優化成型條件，讓ABS和TPE兩種塑料達到最佳結合
- 解決冷縫合線和霧狀表面問題
- 螺絲起子把手案例中，獲得精確的軸心偏移數值
- 縮短工具製造時間並降低成本
案例研究
史丹利百得DTV團隊使用Moldex3D來觀察第一射和第二射的行為及縫合線位置，期望改善螺絲起子把手的產品結構強度和外觀。
在第一個案例中，Moldex3D精確預測出縫合線位置，同時也是縫合線產生的區域(圖二)。因此接下來便可根據模擬結果，修正產品內部結構以變更縫合線位置，達到結構強度，避免在工具製造階段還要進行設計變更，造成成本浪費。
圖二 Moldex3D可預測出縫合線位置
第二個案例中，Moldex3D可模擬包覆成型中第一射和第二射的流動波前，讓使用者可觀察ABS和TPE結合後的行為、流動波前和溫度，以優化成型條件，在工具製造前就可讓兩種塑料的結合獲得最佳控制(圖三、圖四)。
圖三 Moldex3D可模擬第一射和第二射中雙料的行為
圖四 由Moldex3D雙料共射成型模組可以預測第二射與第一射接觸時，
重新熔融第一射表面的溫度皆大於材料的相變化溫度，因此可預期兩者介面應有良好的結合
由於螺絲起子把手由半透明材料製作，且直徑過粗，容易產生冷縫合線和霧狀表面(圖五)。因此在第三個案例中，以Moldex3D同時模擬不同的澆口設計的成型條件、形狀及尺寸，找出能夠解決冷縫合線和霧狀表面問題的設計。改變了進澆位置後，不但原本的噴流現象獲得改善(圖六)，同時透過流固耦合預測，也改善了螺絲起子中的金屬件偏移量，避免工具製造上的許多問題。
圖五 冷縫合線和霧狀表面問題
圖六 改變進澆位置後，冷縫合線和霧狀表面獲得改善
Moldex3D協助完成澆口形狀、尺寸及進澆位置優化，改善了塑料流動行為和流固耦合數值，史丹利百得DTV團隊得以順利進行後續的CNC樣本測試、EMC和EMI測試、可靠度測試、裝配驗證等工作。
結果
DTV團隊的任務是幫助工程師在實際製造前，預測潛在的設計和製造問題，而Moldex3D就成了得力助手，不但可模擬塑膠件的生產，還能幫助解決工具製造和產品結構問題，為工程團隊在產品設計製造上省下了可觀的成本和時間。