何谓模流分析

模流分析是指透过软件，仿真且计算塑料在模具内流动变化、分布均匀以及成形等情境，可以协助模具设计避开不适合的设计，也可以被应用在协助产品开发以及优化制程。大多数人对模流分析的迷思就是以为将相关数据输入软件，透过数学模式计算结果，就可以获得到完美的模具设计，但事实不然，毕竟模流只是现象的呈现，如何透过分析以及应用分析结果，才能发挥模流分析的最大价值。

模流分析大解密—专业与经验

跨领域的专业结合

多数模具制造商会把模流分析委外处理，最主要的原因是无法找到合适的模流分析工程师，操作软件并不难，真正困难的是如何分析的结果，而且应用在模具设计，这样的转化应用至少包含三个专业领域：

1.    对塑料原料特性的了解

2.    熟知模具流道设计

3.    对于模具加工制程有一定的熟悉度

模流分析从数据转化到应用需要具备三个领域专业，包含塑料特性、模具设计以及加工制程。这不是一个工程师就能完全掌握，而是需要团队合作。

然而实务上，要找到一个工程师对于三个领域的专业都相当了解，是相当困难的，除非工程师本身对于相关领域都有实际经验，但这需要长时间的累积，何况在塑料成型的许多方法中，每一种类型所对应的模具设计，都有不同的专业考虑，比如射出与押出成型模具的考虑点就不尽相同，因此就算工程师对于射出成形熟悉，也不代表能够精准分析押出模具模流分析，甚至于有些塑料的特性还会细分为适用于射出成形或其他成型方式。

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反复测试来自于经验累积的价值

模具设计会透过模流分析找出适合设计，但这不是一步就可以到位的，模流软件操作中需要输入相当多的参数，当模流结果出现不符合预期时，就必须进行参数调整，包含生产参数或是设计参数，生产参数多半来自于客户的生产条件以及塑料物性，在生产参数不变下，要去调整那个参数达成预期结果，这就跟模具设计的经验有密切关系。

以押出成形来说，乍看之下每组模具的流道都很相似，但以形状可大致分为T型、衣架型和鱼尾型，就算是同样采用衣架型流道设计，主副流道的深浅、弧度，成形段的长度高度等，每一个细微参数的调整，都可能影响最终成形结果，因此要做好几次的调整与模型计算，此过程称之为「试模」，调整参数过程中还要考虑到加工制程，透过反复确认，让模拟与现实间的差距缩到最小，才能找出所谓最适合的流道设计。

模具设计光是流道形状就有所不同，即使使用相同流道形状，每个设计与加工参数的细微不同，都可能影响成形结果。

因此一份完整的模流分析，不仅是一个计算结果，而是一个结合不同专业领域的团队，透过彼此经验交流而淬炼出来的结果。

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让模流分析为你打开更多可能性

模流分析除了用在模具优化设计之外，更可以延伸到优化产线制程以及辅助开发产品，生产配方调整是否有甚么影响？更改配方之后要如何找出适合生产参数？到底那组生产参数适合？

案例一：为了因应市场需求，将现行的生产配方比例调整，不确定是否可以使用原模具生产，测试需要花费大量时间与原料成本。

解决方案：

针对调整后的配方进行原料物性检测，从模流分析呈现结果可以看到，在生产操作条件以及规格不改变的情况下，如果只看出料均匀度，差异度不大，但团队发现另一个分析报告中无法呈现的状况，这是在做分析时的经验判断，更改过的配方固体含量较原配方高，也就是说如果客户只是要做简单的更改配方后试生产，现有模具可以因应，但若要常态性的长期生产，配方的高故含量如果无法透过其他方式，确保溶融完全，可能会容易产生在模腔内积料焦化，建议客户可以在调整其他生产参数，或是配方比例，也建议更换模具来因应新配方。

1-3号原料为客户其他使用配方，但市场规模较大的需要使用4号配方，5号配方为调整比例新配方，如果只是单纯看计算出来的均匀度结果，而没有进一步的专业分析解读就会产生误解。

透过团队分析建议，客户可以避免过多在测试上耗费许多时间与金钱成本，同时能够对于新配方调整有更明确的调整方向。

案例二: 客户新产品经过测试进入量产阶段，要新设产线，在新产线成立前使用现行产线生产，虽然能达到生产需求，但客户认为提模腔压力，可能会使产品良率提升，但又担心调整了压力值，会有其他的影响。

解方：

新产品配方经模流分析发现，即使目前模具并非针对新产品配方设计，但因为新旧配方物性相近，因此在均匀度上差异不大，但模腔内压力值能够增加的数值有限，如果要符合客户需求提升模腔内压力，在新模具的流道设计的曲度以及深度可以略为修改，让模腔压力提升但保持良好的均匀度表现。

透过分析让客户可以先针对现有生产模式进行调整，也让客户厘清在新产线模具的设计方向。

左图为新产品配方使用现有产线模具生产，经模流分析得到在维持均匀度的状态下，可增加模腔压力的极限，右图则是建议在新产线模具进行设计微调，可以让模腔内压力提升同时得到较好均匀度，符合客户制程需求。

案例三：使用塞料机构调整宽幅时，如果同步调降两侧温度节省能源，对产品成形影响可能有哪些。

解决方案:

透过模流分析客户所使用的六种不同配方，使用塞料机构会让模腔内压力增加，但因为模具流道设计时会将这因素考虑进去，透过设计让模腔内的塑料分布均匀影响降到最低，但在使用塞料机构时同步降低两侧温度，在某些配方无显著影响但对某些配方影响较大，可以根据此现象去做生产时的调整参考。

此为1号配方模拟分析，左侧为不使用塞料机构情形的分布，中间呈现的是使用塞料机构，可以看到压力值明显增加，模腔内侧边塑料流动路径顺塞料机构流动，右侧则是使用塞料机构同时降温的情形，影响侧边塑料流动，可以看见压力略增，而且流动状态改变。

此为2号配方模拟分析，左侧同样是未使用塞料机构，中间为使用塞料机构，右侧则为使用塞料机构同时侧边降温，从分析可以看出两个配方对于温度的敏感度不同，变化幅度也不相同，可提供给客户在调整生产条件时的参考依据。

模流分析不仅是工具，更是一项结合专业知识和丰富经验的技术，可协助模具设计者做出更加符合生产需求的模具，透过专业团队经验判断与细致调整，可以提供客户在产品开发、产线优化和制程改良方面，更多的建议与解决方案，提升竞争力以及提高产能。