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標題: SolidWorks Simulation在玻璃器皿模具設(shè)計的應(yīng)用 [打印本頁]

作者: 寂靜天花板 時間: 2015-8-28 11:57
標題: SolidWorks Simulation在玻璃器皿模具設(shè)計的應(yīng)用
可以設(shè)置虛擬真實環(huán)境，以便在制造之前測試產(chǎn)品設(shè)計。在設(shè)計過程中對各種參數(shù)（如持久性、靜態(tài)和動態(tài)響應(yīng)、裝配體的運動、傳熱、流體力學(xué)和注塑模具）進行測試，以評估設(shè)計性能并提高質(zhì)量和安全性。
對于模具制造廠家來說，除了生產(chǎn)流程時間的長短外，準確履行訂單合同要求起到越來越重要的作用。原因之一是從產(chǎn)品理念到按客戶要求的最終生產(chǎn)，其過程變得越來越長，這就增加了對制造廠家的壓力。他們必須要彌補延遲，最終還要提供在結(jié)構(gòu)上合理的產(chǎn)品。
對于這種情況，節(jié)省的潛力是在產(chǎn)品的開發(fā)階段。利用像SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件這樣的解決方案來幫助減少產(chǎn)品設(shè)計周期和測試的周期，并同時提高模具的質(zhì)量。為了預(yù)防模具制造的質(zhì)量瑕疵，往往首先要制造出樣機，然后在實際使用的條件下來檢驗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能。但是，這種辦法會導(dǎo)致增加模具開發(fā)過程中的其他費用，延長產(chǎn)品開發(fā)時間。
在這里，虛擬測試，例如，在早期的產(chǎn)品開發(fā)階段采用SolidWorks Flow Simulation 流體仿真軟件來進行計算流體動力學(xué)的仿真(CFD)，以便對模具和模制成型件進行功能測試。

SolidWorks CAD和 Flow Simulation流體仿真軟件之間的無縫集成有著很大的附加值。在這里，用戶可以在他平常工作環(huán)境的條件下建立液體模型，進行計算和快捷地產(chǎn)生多種產(chǎn)品變型。借助于剖視圖可以顯示諸如液流速度、壓力、湍流和質(zhì)量分布率等重要結(jié)果的分布情況，利用液流軌跡既可以檢驗?zāi)Ｐ偷膬?nèi)部特性又可檢驗其外部特性。首先對不同產(chǎn)品的變型和流體的特性進行一下比較，就能夠深入了解產(chǎn)品的特性，并可以正確判斷其趨向，以便最終有針對性地來改善產(chǎn)品的性能。流體仿真軟件應(yīng)用不斷增長的領(lǐng)域之一是檢驗流體對結(jié)構(gòu)部件溫度的影響。SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件可以在產(chǎn)品具體設(shè)計目標方面用來確定最佳的流體進口和出口條件。

例如，使模具和模制成型件實現(xiàn)均勻的溫度控制，或使部件進行預(yù)熱的持續(xù)時間，或冷卻的持續(xù)時間達到最佳。同時，這種軟件可以對各種生產(chǎn)過程進行仿真，并對生產(chǎn)工藝流程進行改進，在這里流體起著重要的作用。
從事開發(fā)餐具、容器、盤狀器皿、手術(shù)器械和家用器具的World Kitchen LLC公司借助于SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件，使Pyrex品牌的烤盤生產(chǎn)實現(xiàn)了優(yōu)化和合理化，在制造這些產(chǎn)品時采用了加熱成型工藝。在1150℃溫度熔化的玻璃流經(jīng)一系列管道，最后流進一個模型里，在這里擠壓成各種各樣的烤盤。
“如果成型機溫度太低，那么成型的玻璃就會出現(xiàn)皺紋。如果成型機溫度太高，則玻璃連同金屬會發(fā)生熔化，以致成型件無法從模型中取出”，高級模具設(shè)計師Mark Cooley先生對這樣的問題解釋道。
“因此，水的恰當?shù)牧鲃雍屠鋮s是相當重要的。如達到熱平衡，我們在生產(chǎn)中所采用的金屬模就不會同玻璃一起發(fā)生熔化，從而制造出質(zhì)量一流的玻璃制品。”
World Kitchen公司采用SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件，根據(jù)對工藝過程復(fù)雜的流體動力學(xué)和熱力學(xué)仿真的結(jié)果對自己的機床進行了調(diào)整，很快達到了所要求的熱平衡。由此，縮短了40%的設(shè)計時間和節(jié)省了23萬美元的開發(fā)費用。“SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件使我們有可能事先找出溫度太低和太高的部位”，Mark Cooley先生強調(diào)說。
“目前，我們能夠開發(fā)可高溫加熱的部件和高質(zhì)量的產(chǎn)品，這既不會發(fā)生由高溫引起的一些問題，又不會引發(fā)停機或者產(chǎn)生一些附加費用。”
SolidWorks Flow-CFD-Software（CFD全文名稱為Computational Fluid Dynamics）計算流體動力學(xué)（CFD）仿真軟件的另一個應(yīng)用領(lǐng)域之一是塑料的擠壓過程，例如制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的PVC（聚氯乙烯——譯注）門窗。
在這里，根據(jù)壓力損失和塑料的不同流動狀態(tài)可以看到擠壓模具中不同的流速分布，這能導(dǎo)致不一樣的最終產(chǎn)品。根據(jù)所獲得的填料狀態(tài)，就能夠相應(yīng)地優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)。同樣，模具的溫度管理能起著重要的作用，因為，只有均衡的溫度分布與確定最佳的壁厚，才能在模制成型件的過程中確保精確的擠壓。
仿真注塑過程中填料的狀態(tài)，用戶可以采用SolidWorks-Partnerprodukten合作伙伴軟件產(chǎn)品（這里是指由CAD-計算機輔助設(shè)計、PDM-產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、SAP-Integration-企業(yè)管理解決方案，即企業(yè)資源計劃一體化、Analyse-分析和Fertigung-生產(chǎn)等集成一個完整的系統(tǒng)解決方案——譯注），以評估模制成型件的薄壁和厚壁部位之間的相互影響，以致在生產(chǎn)過程中不會在成型件上出現(xiàn)空隙或凹陷。
目前，SolidWorks公司針對2016的版本的計算流體動力學(xué)軟件增加了新的功能。現(xiàn)在模具制造廠家可從經(jīng)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中得到好處，通過計算網(wǎng)格以獲得較好的幾何形狀的表示，由此達到用較少單元格數(shù)精確表示的幾何形狀。
通過與增強性能的多核技術(shù)的使用相結(jié)合，仿真軟件的應(yīng)用使效率顯著提高，因為用戶可以專心于尋找解決方案和快捷搜索變型產(chǎn)品。SolidWorks Flow Simulation流體仿真軟件作為開發(fā)工具不可分割的一部分，為設(shè)計過程實現(xiàn)線性化作出了貢獻。
在尋找決策時SolidWorks Simulation提供了問題的答案，并直接影響到模具的設(shè)計，對于力求高效地進行產(chǎn)品開發(fā)的所有企業(yè)來說，SolidWorks Simulation軟件是不可缺少的。

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