Moldex3D模流分析之eDesign秘诀3步曲

moldex3d Designer 是一个简单、有效率的网格工具，可从汇入的 CAD 档案（亦即由 Pro/E、SolidWorks、NX 与 CATIA 建立的几何档案）产生 3D 实体网格。使用汇入的 CAD 档案可让 Moldex3D Designer 产生准确的网格档案，并执行 Moldex3D eDesign 分析结果。本章仅略述部分常见市售 CAD 软件的 CAD 档案。

第一部曲：如何在CAD软体中设定STL汇出参数进行Moldex3D eDesign分析

汇出的 STL 档案

CAD 软件会使用一些参数控制 STL 输出的非平面表面的密铺 (Tessellation)。容许几何误差设定愈低，则所产生愈密集密铺的 STL 档案。设定愈准确的档案（表示密铺增加）需要更多的运算时间，因此如自由边或 T 形接线等瑕疵会变少。由于较高的准确度，因此目前的 Moldex3D Designer 偏好较高的几何误差设定。

汇出 SolidWork 中的 STL

在 [分辨率] (Resolution) 中，有两个默认的选项：[粗糙] (Coarse) 与 [精细] (Fine)。
注意：建议选择 [粗糙] (Coarse) 以便日后可汇入至 Moldex3D Designer。

 

汇出 Pro/ENGINEER 中的 STL

在 （偏差控制）中，应编辑两个项目：（弦高） 与 （角度控制）。尽管已有程序默认值，但建议指定大于默认值的偏差值。
汇出 I-DEAS 中的 STL
Absolute Facet Deviation（绝对多面偏差）可控制导出 STL 分辨率。建议指定大于默认值的偏差值。

 

第二部曲：自动流道实体网格产生限制

说明
在 Moldex3D 的目前版本中，在流道实体网格的产生上有一些限制，可能会导致网格产生失败，如以下错误讯息对话框所述。

 

Moldex3D Designer 网格不支持某些流道案例，因此建议变更流道配置。

1.注意事项及因应措施

流道过短导致无法建立实体网格

如果两流道分歧点之间的流道长度过短，会导致短流道内的网格产生失败。所有与其他流道连接的都必须有足够的长度，除非是端点（仅一端连结流道)。

建议流道长度超过其直径的 1.5 倍时。对于非圆形水路请参考外接圆为特征直径。

不同尺寸(直径)流道的相互连接 – 圆形截面

当两项连接的圆形流道直径不同时，请将直径较大的流道连接部分改为球状。球状端点能帮助连接区域的网格生成。Moldex3D Designer提供了简单的半自动功能，可以使用户更便利得在网格生成时加上球型端点。

 

为连结处加上球状端点

 

加上球形端点后的网格生成效果

进浇口与子流道的连结

Moldex3D Designer 的网格生成功能包含了连接进胶口与子流道的盘状流道。需要注意的是每一个子流道需要建构在同一平面上而且子流道不能为圆形截面。虽然流道与连结盘的厚度可以不同，但连接盘厚度必须小于各子流道。

 

进浇点与子流道的安排设计

 

连接处，进浇点与子流道

 

为进浇点，方形流道与其连接处(圆盘)建立流道

流道分叉不在一个平面

流道在分岔前后的走向不再同一平面或者互相垂直，此情形容易导致网格生成时的错误。

 

流道在分叉前后走向必须在同一平面或者互相垂直。

 

互相交迭的流道

俩互相交迭的流道会导致网格生成失败。

 

线定义流道与STL流道的连接

线定义流道与STL流道的连接请参照下图：

 

线定义流道与STL流道的连接如是T形连接则请参照下图：

 

连续的短流道相接

如下图的几何容易导致网格生成错误

 

2.浇口设定的问题与解决方法

浇口与模穴可容忍的缝隙

对于线定义流道/浇口而言，网格演算所能容忍的缝隙约为一个浇口的直径。如果流道/浇口与模穴之间的距离小于可容忍距离，演算可以自动修复。同时，建议流道/浇口和模穴要连接妥当以确保成功生成网格。

因此，建议微微地延伸或移动STL几何穿过塑件表面(意思是浇口/流道和模穴的STL之间会有些微重迭)。即便缝隙可以在容忍范围内被解决，还是建议连接区域增加至少半个浇口面。

流道端点有一部分与模穴连接

此状况的一个常见范例就是潜式浇口 (tunnel gate或submarine gate) 的流道端点区域有一部分与模穴连接。

 

如果发生此问题，程序可能无法连接流道与模穴网格。这会导致网格产生失败，并显示错误讯息对话框。

 

解决方法：

将浇口从塑件边界搬移到更中间的位置，这可让网格成功产生。此修改只造成浇口位置轻微改变，但仍会维持流道配置。

 

浇口/流道与模穴间的连接角度

如果连接角度太小，实体浇口的网格生成将没有足够的空间。建议浇口/流道与模穴间的连接角度大于30度，较大的角度能帮助解决网格的问题。

 

浇口连接角度太小可能造成网格失败

流道和浇口间的连接角度

建议流道与非圆形的浇口/流道垂直或平行，否则其他角度可能会失败。如因此造成网格生成的问题，可以试着加一个子流道，改变连接角度或增加非圆形浇口/流道的长度。

 

 

浇口位置和方向

与轴(X/Y/Z轴)的方向平行的表面比倾斜的表面(根据绝对坐标)佳。此外，平坦的表面和正常的方向较佳。

注：这个限制仅存在于eDesign模式。

 

侧边浇口 (edge gate) 高度的大小超过子流道的半径

如果侧边浇口及次流道相互垂直，且侧边浇口 (R) 的高度大于子浇道的半径，则会导致网格产生失败。

解决方法：

变更侧边浇口大小减少其高度大小或增加子流道直径。侧边浇口高度大小必须小于流道直径。

 

梯形浇口

梯形浇口应该和圆形流道连接。用网格精灵，梯形浇口的实体网格也能半自动产生。

 

梯形浇口与圆形流道连接

用户需在截面参数窗口定义浇口的大小和形状。浇口的配置可以用两个节点(红色和绿色节点)及其联机表示。a和b必须被指定为截面的大小，而其角度定义为梯形浇口。

 

截面参数设定

 

梯形浇口的网格

流道和浇口的边缘交迭

流道和浇口以边缘交迭会导致网格生成失败，显示如下。

 

流道和浇口的边缘交迭会导致网格生成失败

不适当的牛角形浇口设计

当使用牛角形浇口时，其垂直距离 (下方图示L=h+d) 应该要够大。为了避免网格生成失败，建议值至少为其连接流道的直径的1.5倍(非圆形流道请参考外接圆)。

 

L (h + d 于右图) 应该被定义为至少1.5倍流道直径D

 

第三部曲：汇出网格模型时的须知

避免不支持的面边界条件重迭

当发现有不支持的面边界条件重迭时，Moldex3D前处理器会停止导出的程序并给予警告讯息。这时请利用下表的信息来确认是否有冲突的边界条件设定。