模具(T0)量產(chǎn)關(guān)鍵因子之DFX
時(shí)間:2024-04-23 16:37來源:德松官網(wǎng) 作者:德松模具鋼
DFX在確保產(chǎn)品的成功制造和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面扮演著重要的角色。希望透過本篇的內(nèi)容，能夠?yàn)橛信d趣的讀者提供一些幫助，讓他們?cè)谒芰铣善烽_模的過程中更加順利。
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預(yù)防勝于治療這句話我們常常聽到，對(duì)于塑料射出模具而言，達(dá)到T零(T0)量產(chǎn)的終極目標(biāo)同樣需依賴于在開模之前進(jìn)行制造可行性分析，來降低試模和量產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題和風(fēng)險(xiǎn)，這就是預(yù)防的動(dòng)作。
其中，制造可行性分析在業(yè)界被稱為DFX（Design for X）。DFX的目的在于確定模具設(shè)計(jì)和制造以及量產(chǎn)的可行性，預(yù)測(cè)和解決可能出現(xiàn)的問題，并提供有效的解決方案以降低風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提高試模成功率。
DFX是確保模具開發(fā)順利進(jìn)行并實(shí)現(xiàn)最佳生產(chǎn)效果的重要步驟，它包括：成品基本信息、成品評(píng)價(jià)、模具分析、模流分析等四大要素。
成品基本信息：
需要確認(rèn)包含名稱、塑料材料、縮水率、成品圖版本等的正確性。建議最好使用文件管理系統(tǒng)來有效地管控這些信息，以避免錯(cuò)誤信息對(duì)模具開發(fā)產(chǎn)生不良影響。這個(gè)步驟非常重要，應(yīng)該放在首要位置進(jìn)行確認(rèn)。
成品評(píng)價(jià)：
檢查成品設(shè)計(jì)的形狀特征，評(píng)價(jià)其對(duì)模具開發(fā)的影響。特別注意復(fù)雜或特殊的幾何結(jié)構(gòu)是否存在，以及它們對(duì)充填、尺寸控制和公差帶來的挑戰(zhàn)。
分析成品設(shè)計(jì)中的薄壁部分、尖銳角度和細(xì)長(zhǎng)特征等，確定它們是否會(huì)影響模具的制造和成品的質(zhì)量。
根據(jù)塑料材料的特性，檢查成品的肉厚度，以避免肉厚不均勻的情況產(chǎn)生成品翹曲變形、縮水痕跡及充填不足等問題，影響成品的質(zhì)量。
模具分析：
①模具類型：常見的二板模、三板?；蚱渌厥饨Y(jié)構(gòu)需要在模具設(shè)計(jì)階段與模流分析相互評(píng)價(jià)。
②模具材料：包含模仁、模座和其它模具零件，依據(jù)塑料材料成品、外觀要求和模具壽命、制程的需求選擇合適的材質(zhì)。
③模具布局和模穴數(shù)量：考慮產(chǎn)量的需求、模具結(jié)構(gòu)、射出成型機(jī)限制（例如：射出成型機(jī)的噸數(shù)）及射出平衡性，決定模穴的數(shù)量。
④進(jìn)澆：依據(jù)模流分析結(jié)果來決定進(jìn)澆的方式、數(shù)量及位置，并和客戶做確認(rèn)，其中位置的選擇須考慮是否會(huì)影響成型之后的澆口去除的方式和便利性。同時(shí)考察質(zhì)量和成本，建議也可以評(píng)價(jià)熱膠道系統(tǒng)的使用。
⑤分模線：根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和客戶需求確定成品分模線的位置。
⑥拔模角度：檢查成品的拔模角度是否足夠，或者確認(rèn)客戶對(duì)于成品是否有裝配的配合要求或其他特殊要求（例如：咬花、或是不可有拔模角度）。同時(shí)須考慮拆模方式（例如：拆滑塊）或模具結(jié)構(gòu)是否需要做其它相應(yīng)的變更。
⑦倒鉤處理方式：提出成品倒鉤處理的方式，并與客戶確認(rèn)是否會(huì)影響成品的功能性、裝配或其它方面。如果倒鉤方式對(duì)模具結(jié)構(gòu)、后續(xù)維護(hù)和成本有影響，也需要一并提出。
⑧頂出：選擇頂出方式、頂針形狀和尺寸、頂針位置和數(shù)量，同時(shí)考慮頂出的平衡性，并與客戶確認(rèn)是否有不可設(shè)置頂出的區(qū)域。
⑨成品外觀：確認(rèn)是否有咬花，咬花的規(guī)格和范圍，這會(huì)影響成品的拔模角度或是否需要拆滑塊。是否需要進(jìn)行噴漆或電鍍等處理，電鍍可能會(huì)凸顯成品表面的缺陷，如縮水痕跡。是否有印刷，規(guī)格、位置和范圍確認(rèn)。因此，需要特別注意成品外觀的要求等。
另外，如果需要使用RHCM（Rapid Heat Cycle Molding）的制程，這需要進(jìn)行額外的評(píng)價(jià)。因?yàn)?，RHCM制程涉及到模具加熱和冷卻系統(tǒng)的特殊設(shè)計(jì)。
⑩模穴號(hào)：確認(rèn)模穴號(hào)的編碼方式、位置及尺寸，在成品上是凸刻或是凹刻方式呈現(xiàn)。
?其它刻字：確認(rèn)成品是否有其它刻字需求，位置及在成品上是凸刻或是凹刻方式呈現(xiàn)，例如：材質(zhì)名稱、日期章、環(huán)保章等。
?其它問題：其它影響模具制作的問題。
模流分析：
模流分析是DFX中極為關(guān)鍵的一個(gè)步驟，它提供了許多有價(jià)值的信息，可以幫助優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和制程參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的成品。以下是使用模流分析時(shí)需要進(jìn)行的幾種分析：
①充填分析：進(jìn)澆方式、位置及數(shù)量最佳化，可以幫助預(yù)測(cè)塑料料的充填行為、充填時(shí)間、壓力分布以及可能的缺陷，如氣泡、充填不足或過飽等，并可以預(yù)測(cè)結(jié)合線位置、包封位置、充填壓力、剪切率、纖維配向等，有助于優(yōu)化模具設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)均勻的填充和最佳的產(chǎn)品品質(zhì)。
②保壓分析：可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品的收縮、變形和應(yīng)力分布，幫助成型條件設(shè)定到適當(dāng)?shù)谋簳r(shí)間和壓力，減少可能的產(chǎn)品缺陷，如翹曲或變形，并預(yù)測(cè)澆口固化時(shí)間、縮水位置、毛邊、保壓壓力等重要參數(shù)。
③冷卻分析：可以幫助決定冷卻信道的設(shè)計(jì)和位置，以實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻，避免熔融不足、變形和冷卻時(shí)間引起的問題。透過冷卻分析協(xié)助優(yōu)化模具設(shè)計(jì)，可以提高冷卻效率，縮短成型周期，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
④翹曲分析：依據(jù)模具鋼的熱收縮、應(yīng)力分布，預(yù)測(cè)成品翹曲的趨勢(shì)。這對(duì)于確定是否需要進(jìn)行后續(xù)處理或調(diào)整模具設(shè)計(jì)非常重要。
模流分析需要與模具開發(fā)分析相互配合，才能得出最佳的成型方案。這種科學(xué)的試模方法不僅能節(jié)能減碳，減少碳足跡，還能直接將模流分析的成型條件應(yīng)用于射出成型機(jī)進(jìn)行試模，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)整合，以達(dá)到T零量產(chǎn)的目標(biāo)。
對(duì)于實(shí)現(xiàn)模流分析與實(shí)際生產(chǎn)機(jī)臺(tái)的虛實(shí)整合（Cyber-Physical System，CPS）達(dá)到數(shù)位分身（Digital Twin），關(guān)鍵在于射出成型機(jī)的特性分析，這包括測(cè)量機(jī)臺(tái)在實(shí)際運(yùn)作時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)并收集機(jī)臺(tái)響應(yīng)數(shù)據(jù)。通過對(duì)機(jī)臺(tái)參數(shù)的分析，將這些參數(shù)導(dǎo)入模流分析軟件，提高模流分析中成型條件與射出成型機(jī)成型條件的吻合度，使分析結(jié)果更貼近實(shí)際情況。
結(jié)語
通過塑料成品開模前的DFX詳細(xì)分析，我們可以確保模具設(shè)計(jì)和制程的可行性，預(yù)測(cè)和解決潛在的問題，進(jìn)而提高模具試模的成功機(jī)率，并朝著T零量產(chǎn)的目標(biāo)邁進(jìn)。
同時(shí)，這樣的分析也有助于提高成品的質(zhì)量和可靠性，增強(qiáng)生產(chǎn)效率，降低模具和生產(chǎn)成本。通過優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和制程，我們可以達(dá)到最佳的產(chǎn)品品質(zhì)，并減少后續(xù)的瑕疵和處理工序。
此外，DFX還可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，加快產(chǎn)品的上市速度。通過在設(shè)計(jì)階段解決潛在的問題，我們可以避免模具后續(xù)的設(shè)計(jì)修改和試模次數(shù)，進(jìn)而節(jié)省寶貴的時(shí)間和資源。
總而言之，DFX在確保產(chǎn)品的成功制造和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面扮演著重要的角色。希望透過本篇的內(nèi)容，能夠?yàn)橛信d趣的讀者提供一些幫助，讓他們?cè)谒芰铣善烽_模的過程中更加順利。
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德松模具鋼供稿(http://cymotor.com)
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