CAE技術的發(fā)展、應用及我國推廣現(xiàn)狀

 模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應產品更新?lián)Q代和提高質量的要求。計算機輔助工程（CAE）技術已成為塑料產品開發(fā)、模具設計及產品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經。同傳統(tǒng)的模具設計相比，CAE技術無論在提高生產率、保證產品質量，還是在降低成本、減輕勞動強度等方面，都具有很大優(yōu)越性。近幾年，CAE技術在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領域逐步地得到了廣泛應用。

 深圳市有限元科技有限公司是一家有十年cae項目經驗的高科技企業(yè)，公司代理國外多款著名cae軟件，并提供軟件的銷售與培訓業(yè)務，另研發(fā)出多款行業(yè)cae通用軟件，并秉承以最高質量的產品和最高質量的服務滿足客戶的各種需求的服務理念，致力于為客戶提供一站式cae整體解決方案，目前已為全國超過500家企業(yè)提供cae分析服務。如需購買cae軟件或咨詢服務請聯(lián)系在線客服，QQ：2039363860/4006046636。

 一、CAE技術-模具設計的發(fā)展趨勢

 目前，世界塑料成型CAE軟件市場由美國上市公司Moldflow公司主導，該公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來，一直在此領域居領先地位。利用CAE技術可以在模具加工前，在計算機上對整個注塑成型過程進行模擬分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等，都有著重大的技術經濟意義。

 在今天，塑料模具的設計不但要采用CAD技術，而且還要采用CAE技術。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設計階段（包括產品設計、模具設計和模具制造）和生產階段（包括購買材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產前，由于設計人員憑經驗與直覺設計模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設計，這勢必增加生產成本，延長產品開發(fā)周期。采用CAE技術，可以完全代替試模，CAE技術提供了從制品設計到生產的完整解決方案，在模具制造之前，預測塑料熔體在型腔中的整個成型過程，幫助研判潛在的問題，有效地防止問題發(fā)生，大大縮短了開發(fā)周期，降低生產成本。

 二、CAE技術在注塑成型領域的重要應用

 近年來，CAE技術在注塑成型領域中的重要性日益增大，采用CAE技術可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題。CAE分析技術能成功地應用于三組不同的生產過程，即制品設計、模具設計和注塑成型。三方面的應用分述如下：

 1、制品設計

 制品設計者能用流動分析解決下列問題：

 （1）制品能否全部注滿這一古老的問題仍為許多制品設計人員所注目，尤其是大型制件，如蓋子、容器和家具等。

 （2）制件實際最小壁厚如能使用薄壁制件，就能大大降低制件的材料成本。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時間，從而提高生產效率，降低塑件成本。

 （3）澆口位置是否合適采用CAE分析可m.tyrp.net使產品設計者在設計時具有充分的選擇澆口位置的余地，確保設計的審美特性。

 2、模具設計和制造

 CAE分析可在以下諸方面輔助設計者和制造者，以得到良好的模具設計：

 （1）良好的充填形式對于任何的注塑成型來說，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、經濟。

單向充填是一種好的注塑方式，它可以提高塑件內部分子單向和穩(wěn)定的取向性。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導致的翹曲變形。

 （2）最佳澆口位置與澆口數(shù)量為了對充填方式進行控制，模具設計者必須選擇能夠實現(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量，CAE分析可使設計者有多種澆口位置的選擇方案并對其影響作出評價。

 （3）流道系統(tǒng)的優(yōu)化設計實際的模具設計往往要反復權衡各種因素，盡量使設計方案盡善盡美。通過流動分析，可以幫助設計者設計出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對流道內剪切速率和摩擦熱進行評估，如此，便可避免材料的降解和型腔內過高的熔體溫度。

 （4）冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計通過分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產品成型后的內應力。

 （5）減小反修成本提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點。反復地試模、修模要耗損大量的時間和金錢。此外，未經反復修模的模具，其壽命也較長。

 3、注塑成型

 注塑者可望在制件成本、質量和可加工性方面得到CAE技術的幫助：

 （1）更加寬廣更加穩(wěn)定的加工裕度流動分析對熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個目標趨勢，通過流動分析，注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值，并確定其變動范圍。會同模具設計者一起，他們可以結合使用最經濟的加工設備，設定最佳的模具方案。

 （2）減小塑件應力和翹曲選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應力最小。殘余應力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形，甚至發(fā)生失效。

 （3）省料和減少過量充模流道和型腔的設計采用平衡流動，有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造成的翹曲變形。

 （4）最小的流道尺寸和回用料成本流動分析有助于選定最佳的流道尺寸。以減少澆道部分塑料的冷卻時間，從而縮短整個注射成型的時間，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。

 三、CAE技術在我國的應用現(xiàn)狀

 盡管CAE技術有如此多的優(yōu)點，是技術發(fā)展的必然趨勢，但是目前在我國CAE軟件，尤其是國產的CAE軟件卻和者蓋寡。原因何在呢？我國著名塑料成型CAE軟件專家、m.tyrp.net華中科技大學材料學院院長、模具技術國家重點實驗室教授李德群指出：塑料企業(yè)對CAE軟件普遍不重視，很少有企業(yè)主動采用?？梢哉f，國產CAE軟件的市場阻力非常大，堅持自己的品牌做下來很不容易。

 1、企業(yè)觀念落后

 CAE軟件？我們從來不用！我們只用制造模具使用的繪圖和數(shù)控加工軟件做模具就夠了。類似的回答在中小模具廠中十之八九。

 其實，對塑料模具廠家來說，僅僅使用制造模具用的繪圖和數(shù)控加工軟件是遠遠不夠的。因為通過塑料成型CAE軟件分析，可以在模具設計已完成、還沒開始制造時，就提前對設計好的模具進行模擬分析，及時糾正模具的設計缺陷。

 因此使用CAE軟件對模具廠家來說是減少壞模、降低生產成本的重要手段，這種預先模擬檢測的方法在國外十分普及。

 中國模具工業(yè)協(xié)會副秘書長周永泰認為，現(xiàn)在國內確實存在CAE軟件應用不廣的現(xiàn)象。這是由于國內塑料模具企業(yè)普遍存在憑經驗生產的現(xiàn)象，往往是通過反復試模來修改模具。其實這種傳統(tǒng)的生產方式不僅成本高，而且不精確。

 2、市場推廣乏力

 有關專家認為，m.tyrp.net國內企業(yè)不愛用CAE軟件，這與CAE軟件宣傳力度小、企業(yè)認識不到使用CAE軟件的經濟利益有關。因此，國產CAE軟件應當向國外企業(yè)學習，加大宣傳力度，并適當做些培訓，使模具企業(yè)充分感受到CAE軟件的好處，這樣有利于提高市場份額。

 據(jù)了解，美國Modelflow軟件在國內市場營銷上有龐大的市場開發(fā)資金。他們還建立了Moldflow應用技術培訓體制，將其作為一項技術認證，通過工程人員的認證加強了市場推廣力度。業(yè)內人士希望，國內也能夠引進這種做法。

 3、盜版軟件猖獗

 國內軟件市場普遍存在一種現(xiàn)象：正版的推不動，盜版的很暢銷。CAE軟件也面臨著同樣的問題。

 本文出自深圳有限元科技有限公司官網：m.tyrp.net 轉載請注明