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標(biāo)題: SolidWorks Simulation在玻璃器皿模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用 [打印本頁]

作者: 寂靜天花板 時(shí)間: 2015-8-28 11:57
標(biāo)題: SolidWorks Simulation在玻璃器皿模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用
可以設(shè)置虛擬真實(shí)環(huán)境，以便在制造之前測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中對(duì)各種參數(shù)（如持久性、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)、裝配體的運(yùn)動(dòng)、傳熱、流體力學(xué)和注塑模具）進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)估設(shè)計(jì)性能并提高質(zhì)量和安全性。
對(duì)于模具制造廠家來說，除了生產(chǎn)流程時(shí)間的長(zhǎng)短外，準(zhǔn)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(zhǎng)，這就增加了對(duì)制造廠家的壓力。他們必須要彌補(bǔ)延遲，最終還要提供在結(jié)構(gòu)上合理的產(chǎn)品。
對(duì)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(jì)周期和測(cè)試的周期，并同時(shí)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(jī)，然后在實(shí)際使用的條件下來檢驗(yàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能。但是，這種辦法會(huì)導(dǎo)致增加模具開發(fā)過程中的其他費(fèi)用，延長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。
在這里，虛擬測(cè)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(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的仿真(CFD)，以便對(duì)模具和模制成型件進(jìn)行功能測(cè)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(jìn)行計(jì)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(yàn)?zāi)Ｐ偷膬?nèi)部特性又可檢驗(yàn)其外部特性。首先對(duì)不同產(chǎn)品的變型和流體的特性進(jìn)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(duì)性地來改善產(chǎn)品的性能。流體仿真軟件應(yīng)用不斷增長(zhǎng)的領(lǐng)域之一是檢驗(yàn)流體對(duì)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(jì)目標(biāo)方面用來確定最佳的流體進(jìn)口和出口條件。

例如，使模具和模制成型件實(shí)現(xiàn)均勻的溫度控制，或使部件進(jìn)行預(yù)熱的持續(xù)時(shí)間，或冷卻的持續(xù)時(shí)間達(dá)到最佳。同時(shí)，這種軟件可以對(duì)各種生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真，并對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行改進(jìn)，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(shí)現(xiàn)了優(yōu)化和合理化，在制造這些產(chǎn)品時(shí)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(jìn)一個(gè)模型里，在這里擠壓成各種各樣的烤盤。
“如果成型機(jī)溫度太低，那么成型的玻璃就會(huì)出現(xiàn)皺紋。如果成型機(jī)溫度太高，則玻璃連同金屬會(huì)發(fā)生熔化，以致成型件無法從模型中取出”，高級(jí)模具設(shè)計(jì)師Mark Cooley先生對(duì)這樣的問題解釋道。
“因此，水的恰當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)和冷卻是相當(dāng)重要的。如達(dá)到熱平衡，我們?cè)谏a(chǎn)中所采用的金屬模就不會(huì)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(duì)工藝過程復(fù)雜的流體動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)仿真的結(jié)果對(duì)自己的機(jī)床進(jìn)行了調(diào)整，很快達(dá)到了所要求的熱平衡。由此，縮短了40%的設(shè)計(jì)時(shí)間和節(jié)省了23萬美元的開發(fā)費(fèi)用�！癝olidWorks 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(qiáng)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(huì)發(fā)生由高溫引起的一些問題，又不會(huì)引發(fā)停機(jī)或者產(chǎn)生一些附加費(fèi)用�！�
SolidWorks Flow-CFD-Software（CFD全文名稱為Computational Fluid Dynamics）計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真軟件的另一個(gè)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(dòng)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?yàn)�，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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、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(jì)劃一體化、Analyse-分析和Fertigung-生產(chǎn)等集成一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案——譯注），以評(píng)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(huì)在成型件上出現(xiàn)空隙或凹陷。
目前，SolidWorks公司針對(duì)2016的版本的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件增加了新的功能�，F(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(jì)算網(wǎng)格以獲得較好的幾何形狀的表示，由此達(dá)到用較少單元格數(shù)精確表示的幾何形狀。
通過與增強(qiáng)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?yàn)橛脩艨梢詫Ｐ挠趯ふ医鉀Q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(jì)過程實(shí)現(xiàn)線性化作出了貢獻(xiàn)。
在尋找決策時(shí)SolidWorks Simulation提供了問題的答案，并直接影響到模具的設(shè)計(jì)，對(duì)于力求高效地進(jìn)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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