學生組 特別獎
作品名稱: 以塑膠取代金屬的自行車後變速器設計
學校: University of Massachusetts Lowell
團隊成員: Davide Masato, Leonardo Piccolo, Fabian Ullrich
作品大綱
後變速器是自行車零組件中的結構組件。此組件通常是由兩個金屬零件組成，中間夾住鏈條。我們的團隊提案使用製程及結構模擬以重新設計此組件，使用纖維強化樹脂製造組件。我們採用的方法為重新設計零件並針對射出成型進行最佳化，並將 CAE 結果作為正交性材料性質的輸入，進行結構分析。製程模擬與結構 FEA 的組合能更進一步最佳化零件和模具設計。
挑戰
- 最佳化纖維強化結構組件的零件和模具設計
- 將因纖維排向而引發的零件變形降到最低
- 控制製程參數以將翹曲最佳化並減少變形情形
解決方案
UMass Lowell 團隊運用 Moldex3D 研究零件設計、模具設計、纖維方向與結構性質之間的相關性。從加工處理和功能性的角度使用此軟體，驗證纖維含量與樹脂的搭配。此方法證明將製程模擬與結構模擬合併用於以塑膠強化聚合物重新設計產品的有效性。
效益
- 以塑膠有效重新設計產品，比對結構性質與原設計（金屬）以進行驗證
- FEA介面讓我們能將製程相關材料的性質用於準確預測設計零件的機械性能。
- 藉由最佳模具設計將纖維含量及排向最佳化
- 將加工處理與結構模擬搭配使用，便無須耗資製造模具和重建
使用產品(模組)
– 流動分析模組 Flow
– 保壓分析模組 Pack
– 冷卻分析模組 Cool
– 翹曲分析模組 Warp
– 纖維分析模組
得獎團隊
我們對 Moldex3D 頒發此獎項感到十分榮幸。在這場競賽中，我們獲得許多樂趣，也學到了很多。這場競賽是讓我們精進自身專業知識和模擬品質的大好機會。我們很榮幸 Moldex3D 對我們的努力給予正面評價。