環球塑化網核心提示：起初，充膜只適用于塑料部件的設計和診斷。如今，已演變成部件的早期設計、驗證、優化以及模具開發過程中大量應用的工具。2016年，ANSYS實現了超過10億美元的年收入。2017年2月，Hexagon AB收購MSC Software在CAE軟件行業的分公司，表明在實際生產環境中的測量數據將與仿真分析緊密結合
同樣的轉變和整合，同樣發生在注塑成型和模具設計的循環過程中。
充模分析人員角色的轉變
最初，充模模擬僅被用于對塑料部件的設計進行診斷，以解決生產中的問題。
現在，它還演變成一種在部件的早期設計、驗證和優化以及模具開發的過程中得到大量應用的工具，并在大多數企業的設計和生產過程中發揮了重要作用。
在這一演變過程中，用于部件和模具設計的全三維CAD軟件的廣泛應用做出的貢獻最大，但是，如果沒有自動網格生成器，它永遠不可能成功。
早期，這通常需要花費數小時甚至數天的時間進行分析，在分析之前，需要建模和網格劃分?，F在，采用全自動的eDesign和Boundary Layer Mesh (BLM) 網格生成器，只需一次點擊即可完成網格，而且網格可以隨部件的修改而同步更新。
因此，標準的充模分析任務已逐漸從專業的CAE分析師轉向模具設計師，甚至是上游的產品設計師。
產品設計師和模具設計師習慣于依靠分析軟件來確定澆口位置、平衡流道設計、優化冷卻通道配置以及解決翹曲等。
此外，許多公司已開始將充模分析的核心嵌入到他們的內部設計指導平臺中，以實現設計質量管理理念。
這樣，每個部件的加工，都是通過充模分析來自動檢測注射壓力、收縮和翹曲的上限從而得到實現的。
同時，通過在私有云上采用并行的計算集群來開展工作，可以顯著縮短計算時間，提高響應速度。
為了幫助用戶節省大量的時間，以及為充模分析生成適當的三維流道網格，新一代的自動優質流道網格發生器Moldex3D R15.0被開發出來。
這種新的流道網格技術能夠自動創建高分辨率的六面體網格，為用戶提供各種連接線路流道接頭的節點類型，真實地反映流道原始的幾何形狀，并進一步節省計算時間，提高模擬精度。
隨著“非匹配網格”技術的出現，用戶可以直接進行仿真分析，以得到準確的仿真結果以及相關部件的變形預測，甚至是在部件與部件嵌件之間的網格界面沒有連續地匹配數量的情況下。
在Moldex3D R15.0中，這種僅用于支持部件嵌件的非匹配網格技術現在也得到了擴展，可支持模架的網格。
這項技術超越了“當部件和部件嵌件的網格節點不匹配時，三維實體模架網格不能被自動預處理”的限制，并使用戶能夠加速制備模架網格，體驗由高質量的網格技術所實現的高效而準確的仿真分析。
從仿真到仿真
工程師們對CAE軟件的要求和期望是無止盡的。
除了對標準的注塑成型工藝進行仿真分析外，這種模具分析功能還包括特殊的工藝，比如，注壓成型、模壓成型以及金屬注射成型。
作為Moldex3D已被證明的功能，在注塑成型過程中，對短和長纖維增強塑料(FRP)的纖維取向和FEA綜合分析，已得到了全球采用先進技術的汽車制造商以及領先的工程塑料生產商們的認可和引進。
在Moldex3D R15.0中，這些優點進一步地擴展到對FRP的模壓成型過程進行分析，以幫助用戶設計和優化用于FRP的大批量生產工藝。
除了全面支持FRP工藝外，近年來，隨著對輕質、節能汽車需求的持續增長，Moldex3D 已經集成了先進的成型技術，比如，將氣輔注塑成型、水輔注塑成型、微發泡注塑成型(典型技術是Trexel公司提供的MuCell工藝)以及熱塑性塑料的化學發泡等納入到模擬預測的范圍中，并獲得了良好的驗證數據和用戶體驗。
此外，最新的R15.0 化學發泡模塊還支持聚氨酯(PU)發泡工藝，并考慮了塑膠在型腔中的固化動力學和對發泡動力學的計算。
通過PU 發泡模擬分析，用戶能夠更清晰地了解生產過程，準確地預測填充和發泡階段的動態行為，確定注射條件和材料注射的最優控制，細化部件設計，以及方便地評估和確定理想的生產條件。
近年來，雖然模內裝飾(IMD)注塑成型生產日益普遍，但仍然面臨著來自成型工藝的挑戰，如油墨脫落和起皺變形，從而導致了高成本和產品開發進度的延遲。
Moldex3D R15.0 提供專業的分析功能，以在IMD模擬的預處理程序中支持裝飾薄膜的邊界選項，并幫助用戶以最快、最簡單和最精確的方法處理裝飾薄膜的網格層。
此外，這一最新版本還提供“脫落索引”，以使設計人員能夠預測脫落狀態，確保生產出高質量的模內裝飾產品。
通過分析，用戶能夠預測與實際結果相一致的熔體流峰，并通過考慮裝飾薄膜的熱傳遞效應來了解成型過程中的熱滯現象，這種現象是由裝飾層較弱的傳熱能力引起的。
3D 打印是另一項已開始改變模具設計的新技術。
隨著全球越來越多的供應商投資于這一市場，一臺3D金屬打印機的價格越來越便宜，且金屬粉末的成本逐年下降。
現在，打印中、小型的模具是能夠負擔得起的。
經常在大、中型模具的肋、孔周圍出現的熱量集聚，也可通過整合傳統的模具制造工藝和3D打印來予以消除。
除了顯著減少所需加工設備的類型和數量外，最大的好處是對冷卻通道的靈活設計。
三維隨形冷卻可以方便地冷卻模具的所有角落，它能節省冷卻時間，并減少產品表面的翹曲和縮痕。
在設計階段，通過Moldex3D 模流分析而提供的隨形冷卻通道設計，可以節省創建冷卻通道的時間。
利用3D CFD 核查每個通道中是否有紊流，足以保證冷卻效率并評估所需的壓力和冷卻泵的技術條件。
然后，通過結合冷卻和翹曲分析以評估模具的制造成本、大批量生產時冷卻時間的縮短以及以提高的穩定質量和效率進行生產時的成本，來評估模內的這些傳統的隨形冷卻通道。
如前所述，3D打印技術在模具制造中的廣泛應用，正在快速地改變模具的制造，并引領著隨形冷卻通道的普及。
“云”的興起趨勢：擁抱工業4.0
云計算的興起，推動了電子商務和人工智能(AI)的發展。
當CAE軟件供應商和用戶考慮投資和部署下一代的計算資源時，使得云計算逐漸成為重要的選擇之一。
由于儲存在公共云中的設計信息的機密性仍然值得商榷，因此許多企業已引入了內部集群計算結構，它符合CAE計算的宏記憶與計算時間。
比如，像ANSYS 和ABAQUS等知名的CAE 軟件，已為集群計算提供了支持。
在成千上萬的核心上模擬汽車碰撞的LS-DYNA并行處理能力的應用，對汽車行業而言是一項常規的分析和驗證任務。
同樣，作為充模分析軟件的領導者，Moldex3D通過串行連接幾臺標準的PC機而使計算速度提高了10倍以上，從而能夠輕易地滿足1000萬級工程的計算要求。
當在云上部署相同的配置時，它能很快地滿足眾多用戶的計算需求。
需求少或擁有意想不到的使用要求的用戶，可以利用這種靈活的按使用付費的許可證，來獲得這種計算所需的軟、硬件資源。
由于像知識產權保護、網絡安全和傳輸帶寬這一類的技術正變得越來越成熟，因此企業開始能夠開拓他們的視野，了解云計算帶來的更多好處。
未來，云計算的Moldex3D模流分析是所有企業都應該關注的一種能力。
當越來越多的成員采用充模分析來提高設計、制造和生產過程中的商業競爭力時，就意味著更多的計算數據會產生。
這些數據，通過與各種現場實測數據的集成，并被輸入到包含了有價值的生產經驗的大數據基礎中，就為企業踏入工業4.0的道路而打下了重要的基礎。
Moldex3D R15.0 中的iSLM 模塊將幫助用戶管理和分析這些數據，以及探索更寶貴的設計、制造和生產經驗。
