客戶案例
CUSTOMER CASE
大綱
本案例產(chǎn)品為汽車窗戶的包邊件，包含三個(gè)嵌件：透明玻璃、玻璃滑道(GRC)及小的鋁制嵌件。其中玻璃滑道的變形造成產(chǎn)品無(wú)法滿足間隙面差的要求，進(jìn)而導(dǎo)致組裝困難。工程師利用Moldex3D找出變形的主因，由于PVC厚壁和GRC接觸，導(dǎo)致產(chǎn)品功能問(wèn)題。工程師于是利用ABS嵌件來(lái)減少產(chǎn)品厚度與變形，同時(shí)保有強(qiáng)度。透過(guò)Moldex3D模擬工具輔助，有效優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，進(jìn)而改善翹曲，順利進(jìn)行產(chǎn)品組裝。
挑戰(zhàn)
翹曲導(dǎo)致組裝困難
凹痕
縮短冷卻時(shí)間
解決方案
利用Moldex3D驗(yàn)證GRC的改良設(shè)計(jì)，以解決翹曲、冷卻和凹痕問(wèn)題
效益
改善流動(dòng)平衡
降低X方向變形量80%，滿足間隙面差需求，順利進(jìn)行組裝
消除凹痕
縮短冷卻時(shí)間66%
縮短開發(fā)周期
案例研究
車窗包邊件面臨無(wú)法滿足間隙面差要求的問(wèn)題。該產(chǎn)品由透明玻璃、玻璃滑道(GRC)及小的鋁嵌件三種嵌件所組成，并以PVC材料包覆(圖一、圖二)。雖然GRC旁的PVC厚度是造成變形的原因，但為了達(dá)到組裝需求，仍不能犧牲此PVC厚度。
圖一 車窗包邊件嵌件：(1)透明玻璃、(2)玻璃滑道(GRC)、(3)鋁嵌件
圖二 實(shí)際組裝圖
然而在成型之后，由于產(chǎn)品不均勻收縮和PVC的冷卻問(wèn)題，導(dǎo)致GRC在X方向產(chǎn)生5 mm的變形(圖三)，而使得實(shí)際組裝時(shí)，產(chǎn)品無(wú)法滿足間隙面差的要求，也因此無(wú)法順利組裝。于是利用Moldex3D來(lái)分析現(xiàn)行問(wèn)題之間的關(guān)聯(lián)，并找出GRC偏差的原因(圖四)。
圖三 GRC的變形問(wèn)題
圖四 Moldex3D翹曲分析結(jié)果，捕捉到GRC在X方向有5mm的變形
Moldex3D分析結(jié)果顯示GRC變形問(wèn)題，藉此找出成因，包括GRC旁的PVC厚度不均(圖五)、冷卻結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的熱點(diǎn)(圖六) 、不均勻的產(chǎn)品收縮，以及不充足的冷卻時(shí)間等。而造成冷卻問(wèn)題的原因，是受限于產(chǎn)品成本的關(guān)系，因此必須縮減冷卻時(shí)間。除此之外，在冷卻時(shí)間結(jié)束時(shí)，還發(fā)生凹痕問(wèn)題(圖七)。
圖五 本產(chǎn)品的厚度不一，最厚區(qū)域?yàn)?3.4 mm，最薄區(qū)域?yàn)?.5 mm
圖六 塑件熔融區(qū)域的等位面圖，顯示出產(chǎn)品在冷卻結(jié)束時(shí)，核心仍有熔融的現(xiàn)象
圖七 冷卻結(jié)束時(shí)發(fā)最深的凹痕有0.1 mm
為了改善變形問(wèn)題，他們多次的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制程參數(shù)修改，仍無(wú)法達(dá)到間隙面差要求。因此他們決定在設(shè)計(jì)變更時(shí)，加入一個(gè)ABS嵌件，如此就不必犧牲產(chǎn)品厚度(圖八、圖九)。并同時(shí)透過(guò)Moldex3D進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的模擬驗(yàn)證。
圖八 修改后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
圖九 原始設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)變更的網(wǎng)格圖，設(shè)計(jì)變更中多了一個(gè)ABS嵌件
根據(jù)Moldex3D的分析結(jié)果來(lái)調(diào)整，有效改良翹曲問(wèn)題(圖十、圖十一)、并克服組裝難題。同時(shí)所需的冷卻時(shí)間也由112秒縮短至38秒(圖十二、圖十三)，凹痕問(wèn)題也獲得解決(圖十四)。
圖十 修改設(shè)計(jì)后，X軸方向翹曲由5 mm縮減為1 mm
圖十一 實(shí)際組裝圖也顯現(xiàn)加入ABS嵌件后，X軸方向翹曲縮減為1 mm
圖十二 塑件熔融區(qū)域等位圖顯示，加入ABS嵌件后，核心熔融的問(wèn)題已改善很多
圖十三 加入ABS嵌件后，所需的冷卻時(shí)間縮短了，到達(dá)頂出溫度時(shí)，只需35至40秒便足夠
圖十四 凹痕由0.1 mm改善為0 mm
結(jié)果
通過(guò)陽(yáng)普科技使用Moldex3D驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更方案，發(fā)現(xiàn)將ABS嵌件放在肉厚處不但不會(huì)減弱產(chǎn)品強(qiáng)度，同時(shí)能減少GRC厚度近85%。陽(yáng)普科技成功找出影響變形的原因，并且驗(yàn)證優(yōu)化后的方案可以有效降低翹曲、凹痕及優(yōu)化成型周期(表一)。
