搜索【案例分享】Moldflow幫助格力大金輕松解決成本分析難題
2016-09-14 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網
1. 概述
珠海格力大金精密模具有限公司(以下簡稱格力大金)由珠海格力電器股份有限公司與日本大金工業(yè)株式會社合資建立,于2010年5月8日正式投產,公司主要以空調產品為主。公司以“超越顧客期望為目標,以創(chuàng)建世界一流模具企業(yè)為己任,堅持走“做精,做強,做大”的發(fā)展道路。
格力大金公司非常重視企業(yè)核心競爭力的建立,他們的理念是企業(yè)核心競爭力必須要有先進技術的支撐。為此,公司在籌備期間就同步組建CAE分析團隊,引進了塑膠行業(yè)模擬仿真分析Moldflow。他們的目標是:“打造行業(yè)聞名的技術團隊,培養(yǎng)技術帶頭人” 。以注塑、鈑金模具為載體,用技術實現(xiàn)高品質低成本、自動化的生產,為公司以及客戶實現(xiàn)最大效益。
當前格力大金公司應用Moldflow已經融入到了整個公司的業(yè)務流程里,發(fā)揮著非常重要的作用。以下是格力大金應用Moldflow結合實際生產優(yōu)化成本分析的案例分享。
2. 評估材料更換帶來的效益風險
背景:為降低生產成本、公司考慮更換便宜的材料。
效益:空調行業(yè)ABS更換為HIPS單件材料成本可以下降20%
風險:材料特性的差異、產品成型的外觀問題,凹痕,披鋒,額外的成本可能高于換料節(jié)省成本,換料可能失敗。
解決辦法:通過Moldflow進行成本分析
案例一:評估換料之后的縮痕風險
2.1 圖一顯示的產品尺寸為:374X155.9X284mm,壁厚3.0mm。
原始方案采用的是ABS料,現(xiàn)考慮換成價格便宜的HIPS料,要考慮潛在的風險。
圖一
模具難點在于產品屬于外觀件,表面要求無縮痕,產品筋位多且深,容易粘模如圖二紅色區(qū)域。
圖二
2.2 充填壓力對比
通過分析發(fā)現(xiàn),原始方案壓力明顯大于新方案,相對原始方案,壓力較小有助于降低充填階段產生的粘模問題,兩方案的最大壓力在可接受的范圍內。
2.3 縮痕分析對比
同等保壓壓力下,使用HIPS料的縮痕值大于ABS料,筋位縮痕更容易明顯,因此換成HIPS料要考慮是否會影響外觀。
2.4 機械性能對比
2.5 實際效果比對
從實際樣品來看,為了達到相同的縮痕深度值,HIPS需要更高的保壓力,容易出現(xiàn)披鋒問題,但實際成型時可以降低保壓力,因淺色的產品HIPS料縮痕值不明顯,不需要和使用ABS料相同的縮痕值判斷標準。
建立knowhow:
黑色機型產品,必須采用ABS料(嚴格控制縮痕值,HIPS料更明顯)
淺色機型產品,考慮采用HIPS料(縮痕值稍大但不影響外觀)
案例二:評估換料之后的氣紋問題
2.1 下圖顯示的產品尺寸為: 554.4X134.6X383mm,壁厚3.0mm。
頂部剖面圖:
模具難點:產品為重要外觀件,表面要求無縮痕,無氣紋類缺陷
原始方案采用的是ABS料,現(xiàn)考慮換成價格便宜的HIPS料,要考慮潛在的風險。
2.2 流動分析評估
從以下分析結果來看,產品圈示處位置如右圖,容易產生困氣,影響產品外觀。
實際采用HIPS料樣品如下:
由于產品涉及到外觀,無法通過圓角方式改善采用ABS料,外觀氣紋表現(xiàn)不易明顯,對于淺色機型可以考慮HIPS料,可降低材料成本。
2.3 項目效益評估
1. 利用Moldflow, 評估換料成功
2. 此項目外觀件4件,一套成品可節(jié)約材料成本20元
3. 此項目年銷量超過200萬臺,其中可以換料的淺色產品超過100萬臺
單個項目帶來的效益: 100萬* 20= ￥2000萬 RMB
3. 通過應用預變形分析降低項目周期,縮短隱形開發(fā)成本
變形是注塑件成型過程中令人頭疼的問題,由于產品所用材料、結構、模具設計以及工藝窗口的限制,對某些特殊結構件產品大幅降低變形的空間有限,為了滿足產品裝配尺寸的要求,結合Moldflow分析結果和實際經驗,考慮對產品做預變形,可大幅縮短開發(fā)周期。
3.1 下圖為空調室內機面板:
● 材料:BASF HIPS 495F
● 裝配要求:間隙在0.5mm之內為合格
● 模具難點:裝配間隙要求較高,產品變形量不得超公差
3.2 變形分析結果如下:
問題點:產品變形超過公差要求,Z向變形量接近3mm
實際生產時,注塑廠家為壓縮成型周期,縮短冷卻時間,變形量實際被放大,不良率大幅提高。
3.3 改善措施:
1) 冷卻優(yōu)化
2) 優(yōu)化工藝
3) 工裝整形
從以上實際效果來看,通過優(yōu)化水路和工藝改善幅度非常有限。采用工裝整形雖然有效,但費時費力,增加人力成本。
4) 簡單有效、省時省力的解決方案-----預變形
采用預變形方案,進行破壞性開模,風險高,但通過應用Moldflow分析,并和實際相結合可以獲得最佳的預變性設計方案。
3.4 按照實際工藝執(zhí)行變形分析:
1) 嚴格按照實際工藝模擬,再次獲取新的變形量。
2)預變形設計:
以澆口中心為變形中心線,產品整體下拉3.8mm(Moldflow2016版本可直接導出預變形模型),變形得到控制,滿足裝配要求,以下是實際產品:
同時以上采用預變形之后成型周期縮短5s,提升了10%的生產效率。
4. 總結
通過Moldflow優(yōu)化設計方案,綜合評估不同方案帶來的產品質量問題,從而對產品生產成本進行準確的評估,可幫助企業(yè)輕松應對成本分析難題,縮短開發(fā)周期,降低隱形的生產成本,以下是應用心得:
1. 公司經常要和客戶檢討項目,通過Moldflow分析結果,格力大金公司很容易和客戶進行溝通,確定項目的可行性方案,加快了項目進度。
2. 在產品設計和模具設計之初,通過Moldflow分析避免潛在的設計風險,通過優(yōu)化設計方案,一開始就讓產品有了最大的成型窗口,抵消實際成型時人、機、料、法、環(huán)、測等各種條件的影響,保證量產的穩(wěn)定性,大幅減少了廢品率。
3. 應用Moldflow分析和實際相結合,逐漸建立自己公司的knowhow,如為產品做預變形,行業(yè)內做這類成型風險都很大,但是格力大金通過結合 Moldflow找出了自己的一套解決方案,為今后解決類似問題提供了依據。
4. 嚴格執(zhí)行Moldflow的應用流程和公司knowhow標準的建立,讓格力大金公司一直處在技術創(chuàng)新的良性循環(huán)軌道上,持續(xù)不斷的提升了公司的核心競爭力,為實現(xiàn)公司的可持續(xù)發(fā)展提供強大的動力。
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