作者：Blackcad Engineering CAE工程師Przemyslaw Narowski
- 客戶：Blackcad Engineering
- 國家：波蘭
- 產業：醫療
- 解決方案：Moldex3D Professional Package, Studio, 光學分析模組, 黏彈性分析模組, 流動分析模組, 保壓分析模組
Blackcad Engineering的企業目標為持續不斷精進其技術和服務。Blackcad一直以來致力於3D掃描及3D列印技術的模擬和系統優化，並持續引進專業人才，以提供客戶全方位且高規格的工程服務為目標。(來源)
大綱
在新冠疫情期間，許多單位都參與了「COVID-19響應計畫」，其中產業界也投入個人防護設備的製造，例如口罩、面罩等。本案例中的面罩產品，想法源自目前對於可快速且一步生產完成的防護產品需求。此產品過去須由至少三項組件組合而成：護罩、頭蓋及耳帶。而Blackcad對此產品的設計目標，為在射出成型完成後，不須經過組裝程序即可直接配戴使用。
挑戰
- 製造出一款可一體成型的面罩產品。此產品原先皆以沖壓或3D列印方式生產。
- 確保面罩的光學特性，原因是此部分將決定使用時的舒適度。
解決方案
使用Moldex3D Professional解決方案模擬成型系統，不僅可對系統進行建模以識別典型的成型工藝缺陷（如澆口壓力值過大），還可以模擬注塑部件的光學特性以消除產品缺陷。
效益
- 及早偵測會導致射出成型產品的無法生產的缺陷
- 成功找出會導致產品不易使用的光學缺陷問題
- 製造出可協助抗疫的防護工具
案例研究
本案例中，Blackcad嘗試設計一種注塑成型的面罩，可直接「包裹」在人的頭上，並期望產品可一體成形，生產後不須組裝便可直接配戴。
首先進行Moldex3D標準FPW(流動、保壓、翹曲)模擬，結果發現豎澆口壓力峰值非常高(136MPa)。
因此Blackcad將整體肉厚由2.0mm調整為1.5mm，再次進行FPW模擬。結果顯示豎澆口壓力雖略獲改善，卻出現了短射問題。
接下來引進新的導流，使耳帶幾何中的熔膠分佈較為均勻。
此變更成功讓熔膠完全填滿模穴，但豎澆口壓力仍偏高，使得流動時會產生殘餘應力，將導致新設計出的面罩光學性質不佳。
Blackcad諮詢了材料供應商之後，決定以黏性較低的材料來代替原本使用的TPE。以新的ANSA創建實體網格模型後，再進行Moldex3D流動、保壓、翹曲及光學模擬。
分析結果顯示，豎澆口壓力、殘餘應力及最後的光學延遲值皆有改善。
結果
透過Moldex3D的模擬，原本可能造成產品無法製造的潛在缺陷，都可及早偵測出來。此外，事先模擬出產品的光學性質，也可幫助Blackcad預測出典型的成型問題，避免終端消費者使用到瑕疵產品，對於Balckcad的客戶而言，也是一大助益。
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