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1. 雙修能力的培養
模流分析可視為一種虛擬的射出成型過程模擬,這個過程讓我們有機會在模擬的射出機中進行各種實驗並調校相關參數。在這一實驗過程中,我們有可能發現並解決存在的問題。
這個過程就像是預先進行的健康檢查,旨在避免或降低未來遇到大問題的風險。在產品開發階段,我們就能夠預先識別並處理模具設計或產品設計上的潛在問題,從而減少在射出成形過程中可能產生的成型缺陷。
所以這方面的技術能力上都需要[雙修]的訓練。即使是由經驗豐富的分析師提供的最佳進澆點位置,如果遭到客戶的拒絕並被要求改到條件較差的位置時,模具(模流)設計人員便必須提出其他有效的解決方案,以最適合的方案來考慮各種後續延伸的問題以及說服客戶,同時確保不會遭到批評或反駁。
以前我去某家模流分析軟體公司上課時,課程上講師就直接講了,模流分析的工作最好由具有現場實務經驗的人來進行,這樣才能達到模流分析的最佳效果。然而,這樣的人才是少數,因為從現場技師轉職成為工程師,軟體的學習常常是技術人員轉型的一個障礙。
2. 應用公司的資源提升自己
我接觸模流分析是始於我在做模具設計時接觸到的(那時候還是Moldflow 4.0)。當時我所在的公司有一位專門的模流分析工程師。那時候他是一邊工作一邊讀研究所,然後一畢業就立馬換工作,跑去正崴上班(做模流分析工程師)。因此,我就被公司選定來接替他的職位並向他學習模流分析的技術(圖1)。

我剛接觸學習模流分析時,也是抱著懷疑的態度,然而,當那位工程師讓我實際操作一個案子,並與成品做比對後,我才確信這種東西有它一定的準確性。
那時候待的模具廠本身有自己的射出廠。所以,我會找一些正在生產或已經量產的產品進行分析和練習。這也是為什麼我會建議,對於想要學習模具或射出技術的新進人員,最好選擇在一家擁有完整生產體系的公司工作,因為可以去應用公司的資源去提升自己的能力。
3. 只要有心人人都可以成為食神
如果你是一位模具設計工程師,同時還要身兼模流分析的角色,要將模流分析做好將會是一項艱鉅的挑戰。因為模具設計工程師的工作本身已經繁多且瑣碎,再加上模流分析的工作,包括撰寫模流分析報告等,基本上都是在加班。
而且以前有一些科技公司期望機構工程師或產品工程師能夠兼任模流分析的工作都做不到失敗了,最後購買的軟體被閒置在一旁。更何況是模具設計,而且要在短時間內提供DFM以及模流分析報告。
無論你是將「模具設計+模流分析」或是「機構設計+模流分析」的結合(圖2),想要將這兩個專業領域都精通並非不可能,但就是要拿你自己新鮮的肝以及自己的時間來換,然後偶爾花點錢做social。
當你踏入模流分析的領域,你將不可避免地需要瞭解塑膠材料知識、產品設計知識、模具設計知識以及射出成型知識等項目。這就意味著你需要花費更多的時間去學習與了解這些領域的知識。

4. 模流分析也是需要經驗配合
曾經有次我在公司的技術研討會上發表一個案例。當時,我們的副總經理問我:「我們目前的供應商都有進行模流分析,你覺得他們的分析準確度如何?」面對他的問題,我在會議上直接回答說:「我們的供應商拿著這個報告來應付我們,而我們則是拿著這份報告去敷衍我們的客戶。」這個回答引發了會場上一百多位工程師的哄然大笑。
許多中小型模具工廠往往是在客戶的要求之下,不得不提供模流分析報告。並且,這項工作大部分由兼任模具設計的工程師來完成。然而,這樣的情況會導致模流分析的準確度和效果出現不小的落差。如我前面所提到的,當你既要進行模具設計並提出DFM報告,又要進行模流分析並撰寫模流分析報告時,你的工作時間將大幅延長,加班變得無可避免。最終的結果往往就是為了趕出報告以及滿足客戶需求,而不再是出於對工作品質的追求。
我相信模流分析具有一定的參考價值,但模流分析也沒有想像中的神。如果模流分析真的那麼強大,早就可以看到大量的工程師失業。而且,在現實的產業裡面,模流分析工程師的薪水並沒有特別高出多少。這是一個很現實的情況。我已經聽過3個原本從事模流分析工作,後來轉型到其他產業當工程師的案例。這種是只要上人力銀行查詢模流分析工程師的薪水就能了解現實情況。
模流分析確實有一定的參考依據,但也必須融入實際經驗和案例來配合。這樣,在面對新的案件進行模流分析判別時,才能更有信心和確定性。
5. DFM階段的模流分析報告
如果配合的模具廠,是模具設計兼模流分析這種的,由於在前期階段因為要做DFM報告然後又要做模流分析報告,通常這種模流分析都只會做流動分析看流動平衡以及流動狀況,要做到冷卻分析這些的,會有些困難,因為要將水路畫出來就差不多等於將整個模具設計評估出來了,在要給客戶報告的時間壓力下,這通常很難做到,我相信有些比較有規模的代工廠能做的到(獨立的模流分析部門或是主要專攻在模流分析的工程師),但前提是你能付這個錢。通常工程師都希望能夠找服務較好的供應商,讓自己好做事,但是往往採購找到的供應商都不會是你心裡期待的。
在其他的文章有提到以前去面試時,跟一個模具設計主管聊天,那時候跟我面試大概只有二十幾分鐘,但是另外又跟我哈拉了一個多小時,大概彼此都是相同的背景,所以聊開了。當時聊到模流分析的使用時,對方就問我說,”你覺得模流分析準不準確”,我那時跟他講了一些我的經驗和想法,然後跟他說至少會有60分的準確度,但是你要超過60分以上就很困難了,因為就是你的軟體要跟設備搭配再一起,才有這樣的程度,這種情況我只有在大陸看過,人家敢砸這個錢下去。
然後這個主管就對我說,他也是這麼認為,整個設計裡面就是只有這幾個人,老闆一直希望模具設計能夠提高模流分析的水平,但在人力物力有限下,怎麼去提高。
6. 流動分析的問題辦別
以下的內容將是模流分析的判斷說明。主要是以流動分析的結果來進行判斷,運用流動分析的判斷來揭示可能的問題。當我們在分析過程中發現這些問題時,實際的結果往往與我們的分析結果非常接近。
(1) 肉厚收縮以及肉厚差的位置
在進行產品設計時,僅需要維持一個基本原則:只要不補模具,加點膠或做補強肋,多少有機會可以跟模具廠凹不用設變費用,但是只要一補模具就很難了,因為這牽扯到(補模)=>(CNC加工)=>(放電加工) =>(合模)的一個流程。
有些科技公司會將設變次數和設變費用納入工程師的績效考核裡面。因此,如果不能確定結構修改的影響,採取這種較為保守的做法將會比較安全 。
(2) 澆口位置
這是最重要的,模流分析的流動模擬,用來確定合理的澆口數目和找出最佳進料口位置。如果在試模過程中發現澆口位置設計錯誤或是要調整澆口位置使之更好生產,模具就只能燒焊或者重新加工,如果母模表面要做高光或是咬花,有可能就要降面處理或是重換模仁。
對澆注系統的澆口所在位置進行模擬分析,可以預知澆口的射出壓力的平衡情況,模擬熔料充填過程,可使熔膠達到最佳的流動平衡,降低填充壓力,使壓力均勻分布。基本上進澆點位置正確,保守也有60%以上的射出成形問題點都可以克服。
(3) 競流效應
塑膠流體在模穴內的流動路徑,主要受阻力所決定。產品厚度大的區域,阻力小,易流動且流速快;厚度小的區域阻力大,流動會較慢。
例如下例盒狀成品,中間底部平面肉厚較薄,週邊四側牆面則有較厚肉厚。當中央單點進料時,對底部平面來說,對角是較長路徑(圖4-1),但塑料在到達牆面後(圖4-2) ,阻力變小,因此塑料會選擇此路徑流動(圖4-3) ,而且速度比底部對角更快,這種路徑彼此競爭的現象所以叫”競流效應” (圖4-4),只要出現競流效應(圖5)(圖6),只有兩條路可以走,一個是改產品結構,另外一個就是改進膠點位置。



(4) 遲滯效應
遲滯現象是在某些流動路徑塑料的流動慢下來或停下來,假如塑料充填的模穴其厚度若不一致,塑料會頃向選擇阻力小的地方流動。
遲滯現象常常發生在肋的部份或厚薄劇烈變化的地方,因為肋對塑料而言阻力較大,它相較於產品的其他位置是比較薄的,並且流動方向就僅提供較小的壓力去充填肋,因此造成流動波前完全凝固產生短射的現象(圖7),通常射出看到這種現象時,在射出末段時,會用更大的壓力或是劑量去做重填,結果很容易造成過保壓現象,進而產生一些成型不良等問題(圖8-1) (圖8-2)。



以上是看流動分析時的主要注意事項,至於想要了解更多的分析結果判讀可去參考我以下提供的資料。
7. 總結
以前早期很多公司想導入模流分析,常常就是理論派與經驗派兩派互鬥,老師傅說做這個不準那個不準,就他最準不然就是配合度差,結果很多都是需時間驗證的理論派輸了,然後離職走人,於是那套軟體就這樣擺著了。
我在剛開始做模流分析的時候,這種兩派鬥來鬥去的情況最明顯,所以那時候為了搞好關係都要跟射出技師social,請他幫我試我想要的參數條件或是短射,然後根據結果不斷調整軟體參數。直到這幾年這種鬥來鬥去的狀況才好了許多。
☆ 其他參考資料及文章
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