【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(wǎng)

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(chǎn),公司主要以空調(diào)產(chǎn)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(shù)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(shù)團隊,培養(yǎng)技術(shù)帶頭人” 。以注塑、鈑金模具為載體,用技術(shù)實現(xiàn)高品質(zhì)低成本、自動化的生產(chǎn),為公司以及客戶實現(xiàn)最大效益。

當(dāng)前格力大金公司應(yīng)用Moldflow已經(jīng)融入到了整個公司的業(yè)務(wù)流程里,發(fā)揮著非常重要的作用。以下是格力大金應(yīng)用Moldflow結(jié)合實際生產(chǎn)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(fēng)險

背景:為降低生產(chǎn)成本、公司考慮更換便宜的材料。
效益:空調(diào)行業(yè)ABS更換為HIPS單件材料成本可以下降20%
風(fēng)險:材料特性的差異、產(chǎn)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(fēng)險

2.1 圖一顯示的產(chǎn)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(fēng)險。

圖一

模具難點在于產(chǎn)品屬于外觀件,表面要求無縮痕,產(chǎn)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(chǎn)生的粘模問題,兩方案的最大壓力在可接受的范圍內(nèi)。

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(chǎn)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(chǎn)品,必須采用ABS料(嚴格控制縮痕值,HIPS料更明顯)
淺色機型產(chǎn)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(chǎn)品尺寸為: 554.4X134.6X383mm,壁厚3.0mm。

頂部剖面圖:

模具難點:產(chǎn)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(fēng)險。

2.2 流動分析評估

從以下分析結(jié)果來看,產(chǎn)品圈示處位置如右圖,容易產(chǎn)生困氣,影響產(chǎn)品外觀。

實際采用HIPS料樣品如下:

由于產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用預(yù)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(chǎn)品所用材料、結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計以及工藝窗口的限制,對某些特殊結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品大幅降低變形的空間有限,為了滿足產(chǎn)品裝配尺寸的要求,結(jié)合Moldflow分析結(jié)果和實際經(jīng)驗,考慮對產(chǎn)品做預(yù)變形,可大幅縮短開發(fā)周期。

3.1 下圖為空調(diào)室內(nèi)機面板:

● 材料:BASF HIPS 495F

● 裝配要求:間隙在0.5mm之內(nèi)為合格
● 模具難點:裝配間隙要求較高,產(chǎn)品變形量不得超公差

3.2 變形分析結(jié)果如下:

問題點:產(chǎn)品變形超過公差要求,Z向變形量接近3mm

實際生產(chǎn)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(yù)變形

采用預(yù)變形方案,進行破壞性開模,風(fēng)險高,但通過應(yīng)用Moldflow分析,并和實際相結(jié)合可以獲得最佳的預(yù)變性設(shè)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(yù)變形設(shè)計:

以澆口中心為變形中心線,產(chǎn)品整體下拉3.8mm(Moldflow2016版本可直接導(dǎo)出預(yù)變形模型),變形得到控制,滿足裝配要求,以下是實際產(chǎn)品:

同時以上采用預(yù)變形之后成型周期縮短5s,提升了10%的生產(chǎn)效率。

4. 總結(jié)

通過Moldflow優(yōu)化設(shè)計方案,綜合評估不同方案帶來的產(chǎn)品質(zhì)量問題,從而對產(chǎn)品生產(chǎn)成本進行準確的評估,可幫助企業(yè)輕松應(yīng)對成本分析難題,縮短開發(fā)周期,降低隱形的生產(chǎn)成本,以下是應(yīng)用心得:

1. 公司經(jīng)常要和客戶檢討項目,通過Moldflow分析結(jié)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(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計之初,通過Moldflow分析避免潛在的設(shè)計風(fēng)險,通過優(yōu)化設(shè)計方案,一開始就讓產(chǎn)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(chǎn)的穩(wěn)定性,大幅減少了廢品率。

3. 應(yīng)用Moldflow分析和實際相結(jié)合,逐漸建立自己公司的knowhow,如為產(chǎn)品做預(yù)變形,行業(yè)內(nèi)做這類成型風(fēng)險都很大,但是格力大金通過結(jié)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(jù)。

4. 嚴格執(zhí)行Moldflow的應(yīng)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(shù)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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