輕量化是汽車技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文以在汽車塑料件的設(shè)計(jì)中應(yīng)用Autodesk Moldflow的實(shí)際案例，展示設(shè)計(jì)輔助軟件為注塑產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)的可持續(xù)解決方案。

Moldflow的可持續(xù)設(shè)計(jì)思想

Moldflow作為注塑行業(yè)系統(tǒng)性的成本優(yōu)化的工具，全面實(shí)現(xiàn)了塑料件的可持續(xù)性綠色設(shè)計(jì)思想。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于按照經(jīng)驗(yàn)的“試錯(cuò)”法，很難做到系統(tǒng)優(yōu)化。而塑料件的設(shè)計(jì)是個(gè)極其復(fù)雜的工程，包括材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等，只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，就不能保證高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)出。

1、實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和企業(yè)效益的完全統(tǒng)一

Moldflow應(yīng)用的最終目標(biāo)是降低成本，其降低成本主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是材料成本。通過(guò)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)更加巧妙的結(jié)構(gòu)，更合理的壁厚，降低材料的消耗。經(jīng)過(guò)充分優(yōu)化的塑料制品，其內(nèi)應(yīng)力最低，內(nèi)在品質(zhì)高，設(shè)計(jì)壽命就會(huì)延長(zhǎng)。通過(guò)Moldflow優(yōu)化，使設(shè)計(jì)更符合環(huán)保的材料的使用要求。二是能源消耗。通過(guò)Moldflow優(yōu)化盡可能降低鎖模力，降低注射壓力，減少電能消耗，減少飛邊。充分優(yōu)化成型周期，提高機(jī)器的利用率。眾所周知，塑料材料由石油提煉合成，而電能來(lái)源主要是火電、水電和核電，二者都和環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，所以Moldflow優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了塑料件設(shè)計(jì)的社會(huì)效益和企業(yè)效益的完全統(tǒng)一。

2、實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的全面優(yōu)化

目前大家在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段最關(guān)心的就是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，耐疲勞，耐熱性，耐環(huán)境性等，結(jié)構(gòu)CAE可以為大家提供這些分析結(jié)果。塑料屬于高分子材料，其成型過(guò)程收縮不均勻性，各相異性會(huì)導(dǎo)致高的殘余應(yīng)力和力學(xué)性能分布的不均勻性。鑒于結(jié)構(gòu)CAE考慮材質(zhì)力學(xué)性能的各相同性，免殘余應(yīng)力，所以無(wú)法獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果。Moldflow提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，將上述數(shù)據(jù)無(wú)縫導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)CAE軟件中，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全面優(yōu)化。全面優(yōu)化使工藝優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化形成一個(gè)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)了制造性和功能性的統(tǒng)一，這是達(dá)到成本優(yōu)化最終目標(biāo)的必備手段。

3、統(tǒng)一交流標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

目前塑料產(chǎn)品生命周期各階段包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、量產(chǎn)成型等地域上分散在全球各地，技術(shù)上往往各自為政，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的交流不夠充分，不能反映問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。Moldflow統(tǒng)一了設(shè)計(jì)鏈條上的各個(gè)環(huán)節(jié)的交流標(biāo)準(zhǔn)，Moldflow在設(shè)計(jì)階段可視化問(wèn)題點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，找到發(fā)生問(wèn)題的本質(zhì)原因，進(jìn)而確定解決問(wèn)題的對(duì)策。目前，絕大多數(shù)公司采用了Moldflow的交流標(biāo)準(zhǔn)，比如通用汽車，蘋果公司等。

Moldflow標(biāo)準(zhǔn)的確立意義重大，但交流水平的統(tǒng)一同樣重要。鑒于Moldflow屬于專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)等水平的交流才能保證交流的有效性。為配合用戶交流的標(biāo)準(zhǔn)，Moldflow推出全球認(rèn)證系統(tǒng)，將Moldflow用戶分為三個(gè)等級(jí)：工程師級(jí)、高級(jí)工程師級(jí)和專家級(jí)。用戶需要通過(guò)一系列嚴(yán)格的考試方能獲得相應(yīng)等級(jí)的認(rèn)證。Autodesk Moldflow中國(guó)于2010年10月啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)的全球認(rèn)證。