- 客戶： LMT Mercer Group, Inc.
- 國家：美國
- 產業：消費性產品產業
- 解決方案： Moldex3D eDesign
大綱
本案例的燈具產品由兩個組件構成，原料相同且生產自同一個模具。然而由於兩個組件的尺寸差異，產生流動不平衡情形。此外透過Moldex3D，也偵測出鎖模力噸數有瞬間暴增的現象，因此LMT利用Moldex3D模流分析軟體，進行流道、澆口和冷卻系統的優化，成功改善流動不平衡和鎖模力暴增問題，同時也縮短了冷卻時間、改善冷卻效率和產品平整度問題，進而節省可觀的時間和成本。
挑戰
- 必須讓兩個組件同時完成充填
- 須注意流道、澆口和水路系統的配置，不會導致過多的翹曲
解決方案
Moldex3D提供充填、保壓、冷卻和翹曲的分析功能，可幫助LMT進行流道、澆口和冷卻系統的設計變更，以事先改善充填時間、成型週期、冷卻效率和產品平整度問題。
效益
- 成功將保壓階段結束時所需的鎖模力由225噸降低至175噸，以節省成本
- 成功使兩個組件都在1.28秒時充填完成(原始設計中，大小組件的充填完成時間分別為1.28秒和1.07秒)
- 縮短11.99%的冷卻時間，冷卻效率差距並由25.452%縮短為13.759%
- 較小組件的平整度改善2.56%，較大組件改善6.18%
- 省下USD$11,500的開模和打樣成本
案例研究
本案例目的是在模具製造前，就可透過優化流道和澆口設計，使得製造產品可以不需尺寸過大的射出機。同時也希望能藉此縮短成型週期，將產品平整度控制在可接受範圍內，減少修模和抽樣成本、打樣成本。
LMT使用Moldex3D eDesign建造兩個不同模穴的組件網格；其中較小的組件是LED板座，較大的組件則是光源反射板。LMT並透過Moldex3D流動波前分析來偵測流動不平衡情形，以及預測鎖模力、最長冷卻時間、無謂的多餘水路設計及Y軸位移等。
LMT根據模擬結果所作的澆口與流道變更如圖一及圖二所示。
圖一 原始設計中，小組件使用側邊澆口，大組件使用跳躍式澆口(左)；設計變更後，大組件仍使用跳躍式澆口，
小組件則改為延伸的跳躍式交口(右)
圖二 左圖為原始設計；右圖的設計變更將大組件部分原本相連的環狀冷卻水路分開，並在大組件下方多增加一條水路
根據Moldex3D的模擬結果，在原始設計中，小組件充填時間比大組件還要短。設計變更將小組件的流動路徑加長，使小組件的充填時間可以拉到與大組件相同(圖三)。
圖三 原始設計流動波前74%(上圖)與設計變更流動波前96%(下圖)的比較，可看出兩個模穴流動不平衡的情況已解決
除此之外，透過優化冷卻水路系統，使最長冷卻時間由原本的21.009秒減少為18.489秒，縮短了成型週期。最後，代表塌陷情形的Y軸位移也獲得改善，原始設計中，大小組件的最大位移量分別為0.6985mm和0.1981mm；設計變更後，大小組件的位移量分別為0.6985mm和0.1930mm。
圖四 大小組件的Y軸位移分析結果顯示，原始設計(左)的位移量比設計變更(右)還要大
設計變更的結果，也獲得實際試模的驗證。製程工程師根據Moldex3D的分析找出最佳製程條件，並實際射出充填結束前的組件，觀察短射結果。由圖五可看出，實際射出的結果與模擬結果相符。
圖五 實際射出設計變更後的組件，發現大小組件的短射情形與圖三的模擬結果一致
結果
本案例同時達到減少生產成本和改善產品品質的雙重目的，在製模前就完成澆口、流道和冷卻系統的優化。透過Moldex3D，使用者能夠輕易地進行多種設計變更，並且快速進行測試、找到最佳設計，而實際射出結果也與模擬結果高度相符，讓使用者不必浪費昂貴的製造和修模成本，並使產品上市時間和打樣流程可以更順暢，進而節省可觀的時間和成本。