- 客戶：Faurecia
- 國家：印度
- 產業：汽車
- 解決方案： Moldex3D eDesign
大綱
此案例為汽車內部裝飾的重要零件─中控面板，在產品外觀上有相當嚴格的要求；必須避免凹痕、縫合線和表面波紋等外觀缺陷，或都必須控制在最低容忍範圍內。同時，為了確保面板能與其他物件順利組裝，符合產品間隙面差的尺寸要求，需要降低面板的翹曲量。然而，若要全面精準控制並改善產品的翹曲和其他缺陷，光靠多年累積的技術知識與經驗是不夠的。因此佛吉亞尋求Moldex3D模擬解決方案來進行產品設計驗證及製程優化，透過Moldex3D提供精準的射出成型分析，包含：充填、保壓、冷卻及翹曲，佛吉亞能夠做出正確的設計決策，成功克服產品外觀缺陷問題，大幅提升產品品質。
圖一 此案例為汽車內裝的重要元件：中控面板
挑戰
- 改善凹痕、縫合線、表面波紋等產品外觀缺陷
- 降低翹曲量，符合尺寸要求
- 避免過度保壓或短射
解決方案
為有效節省時間與控制成本，佛吉亞藉由Moldex3D eDesign 深入模擬產品的充填、保壓、冷卻和翹曲過程，在產品開發初期即解決問題、優化產品與模具設計，減少開模後的設計變更。
效益
- 有效控制縫合線位置，產品外觀無明顯縫合線
- 提升產品精度，符合產品間隙面差的尺寸要求
- 成功降低68%修模成本大幅降低廢品率，創造前所未有的產品良率。
案例研究
經由Moldex3D 模流分析軟體分析，產品的原始設計有明顯的縫合線，而且產品嚴重變形，將導致日後組裝困難。另外，透過Moldex3D分析得知，因製程中劇烈的壓力與溫度變化，產品澆口附近會發生保壓過度問題，同時肋條肉薄處也可能產生短射。為了有效解決上述問題，同時兼顧設計美觀需求，將針對產品厚度與模具流道進澆方式進行設計變更。
圖二 原始流道進澆方式設計：一個熱澆道和一個潛伏式澆口
圖三 原始設計：模擬分析顯示產品外觀會有明顯縫合線出現
為解決產品外觀明顯缺陷如縫合線、凹痕和表面波紋，佛吉亞著手修改肋條厚度使其變薄，避免轉角競流效應與Y、Z方向變形(圖四)。另一方面，為了控制模內的壓力與溫度，模具流道進澆方式也是設計變更的重點，原本一個熱澆道的設計增加為兩個熱澆道，並增加一個冷流道至兩個冷流道，即可有效控制流動平衡(圖五)。藉由Moldex3D進行設計變更驗證，證明此設計變更能有效改善產品外觀缺陷等問題，大幅節省修模成本，成功提升產品品質。
圖四 圈選處為產品厚度變更區域
圖五 流道進澆方式設計變更：2個熱澆道和2個冷流道
下圖說明設計變更後能有效控制縫合線的位置：縫合線出現位置成功移至轉角處，肉眼不易察見(圖六)。
圖六 兩條縫合線成功移至轉角處，肉眼不易察見。另一個縫合線(右上)肉眼可以察覺，
但是和其他零件組裝後可以完全被遮蔽住
接下來，佛吉亞透過實際試模，驗證Moldex3D模擬分析的準確度和設計變更的可行性，結果顯示實際成型結果與模擬分析高度相符(圖七和八)。
圖七 流動波前模擬分析結果與實際試模情形相符
圖八 實際試模與模擬分析縫合線位置比對相符(左圖)。模擬成功預測塑料流動遲滯效應造成產品表現光澤瑕疵(右圖)
根據試模結果顯示，Moldex3D塑膠射出成型軟體對產品變形的預測分析相當準確。經過設計變更後，產品在Y和Z方向的變形量大幅減少，達到產品精度和間隙面差的尺寸要求，確保產品與其他物件得以組裝順利。
圖九 CMM測量：有效控制產品變形，確保產品符合間隙面差的尺寸要求，使產品與其他物件得以順利組裝
圖十 產品在Z方向變形量：CMM測量驗證Moldex3D模擬分析對產品變形的預測相當精準
結果
透過Moldex3D塑膠射出成型模擬分析，佛吉亞得以利用可靠的模擬數據進行設計變更，並有效解決縫合線位置不佳和產品變形等問題，大幅增進產品精度，改善產品間隙面差的尺寸要求，確保產品與其他物件得以順利的組裝。
除此以外，在Moldex3D的幫助下，佛吉亞在產品開發初期即有效解決產品問題，成功降低68%修模的成本，節省一筆可觀的費用。而且以往類似的產品都存在高廢品率的問題，在設計變更後，佛吉亞得以大幅降低廢品率，創造前所未有的產品良率。Moldex3D精確可靠的分析，迅速有效幫助佛吉亞驗證其設計變更方向，最後成功協助其解決產品外觀缺陷問題、大幅提升產品品質。