KOPLA結合Moldex3D與結構分析軟體 解決產品翹曲

客戶簡介

KOPLA成立於1997年,為韓國領先塑膠加工原料生產者,專注於汽車產業所需之複合材料研發和供應。2013年開始KOPLA致力於研發PPS、PPA、PCT等環保材料,以及輕量化的材料,如碳纖維強化複材、高耐熱材料、高強度材料等等。(來源: http://www.kopla.com)

大綱

本案例產品為一車門模組,原始產品有嚴重翹曲問題(圖一),並因此導致組裝上的困難。為解決此問題,KOPLA以Moldex3D模擬以塑代鋼後的材料性質差異,並藉由Moldex3D FEA Interface進行結構分析(本案例結合ANSYS)。最後KOPLA得以藉此達到最佳化的澆口位置設計、決定適合的材料,降低翹曲並成功解決裝配問題。

圖一 本案例的車門模組有嚴重翹曲問題

挑戰

  • 嚴重翹曲問題
  • 裝配品質差
  • 須達到輕量化目標

解決方案

KOPLA以Moldex3D eDesign及FEA Interface驗證材料性質,並解決翹曲難題。

效益

  • 成功改善翹曲
  • 無縫整合模流和結構分析的工作流程
  • 成功驗證材料屬性
  • 降低試模成本

案例研究

本案例產品為一車門模組,由於組裝需求,產品上有許多孔洞設計,因此孔洞的位置相當重要。本案例的最主要目的為改善產品翹曲問題,確保組裝成功。

KOPLA決定以Moldex3D來尋找解決方法。首先必須找到適當的澆口位置,確保良好的流動行為和降低潛在的翹曲問題。KOPLA根據Moldex3D翹曲模擬結果,多次變更澆口位置,直到找到最佳的位置和澆口型態。

圖二 KOPLA不斷變更澆口位置設定,並個別進行翹曲變形的模擬

決定澆口位置後,KOPLA利用Moldex3D FEA Interface將翹曲的模擬結果,包括纖維配向、元素計算結果輸出至ANSYS進行結構分析,以觀察產品組裝後的強度和穩定性。

由模擬結果發現,產品的平整面發生翹曲,而利用模具反變形可以補償位移帶來的組裝問題,因此組裝的孔洞位置將與預期相同。而在改變邊界條件設定並檢查裝配組件的位移情形後,KOPLA成功改善變形問題,並提高產品結構強度。

圖三 模擬變形產品的孔洞位置與預期相同
圖四 本案例產品與其他組件裝配時的結構分析結果

結果

透過整合Moldex3D與ANSYS,並驗證模擬結果與實際製造結果高度相符,KOPLA成功改善了產品的變形問題及結構設計,且更能有效地掌握材料的屬性,達成設計優化。


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