一、前言
Moldex是Mold Expert(模具專家)的縮寫，它是國人自行開發(fā)成功并商業(yè)化的塑料射出成型計算機輔助工程分析(CAE)軟件。利用此軟件，用戶可仿真出成型過程中的充填(Filling)、保壓(Packing)、冷卻(Cooling)以及脫模塑件的翹曲(Warping)過程，并且可在實際開模前準(zhǔn)確預(yù)測塑料熔膠流動狀況、溫度、壓力、剪切應(yīng)力、體積收縮量等變量在各程序結(jié)束瞬間的分布情形，以及模穴壓力變化及鎖模力等變量隨時間的歷程曲線和可能發(fā)生縫合線(Welding line)及包封(Air Trap)的位置。同時Moldex也可用來評估冷卻系統(tǒng)的好壞并預(yù)估成型件的收縮翹曲行為。
二、傳統(tǒng)2.5D分析技術(shù)
一般傳統(tǒng)2.5D模流分析技術(shù)為“Mid-Plane Mesh”，其原理為將3D幾何模型簡化成2.5D中間面幾何模型，如圖1所示，利用所建立的中間面進行模流分析，即以平面流動來仿真三維實體流動。此分析技術(shù)發(fā)展至今已相當(dāng)成熟穩(wěn)定，其優(yōu)點為分析速度快有效率，且對于大部份塑料件流動分析皆可得出準(zhǔn)確的結(jié)果，特別是塑料薄件(市面上約九成塑料件皆為薄件)。因此廣為人們所使用，目前為整個模流分析市場的主流。
雖然此分析方法相當(dāng)受到肯定，但由于分析理論限制，仍存在許多缺點，影響分析精確度與效能，如:
1. 幾何模型中間面不容易被定義，造成建模的困難度。
2. 約80%工作時間花費在建立2.5D幾何模型。
3. 無法完全仿真三維實體流動效應(yīng)，如黏滯拖曳效應(yīng)(Viscous drag)、慣性效應(yīng)(inertial effect)、非恒溫流體(Non-isothermal flow)、非牛頓流體(Non-Newtonian flow)、側(cè)壁效應(yīng)(Side wall effect)和噴泉效應(yīng)(Fountain effect)等，尤其是塑料厚件三維流動效應(yīng)特別明顯，所以傳統(tǒng)分析技術(shù)無法得到精準(zhǔn)的結(jié)果。
在真實世界中，塑料件的流動成形屬于三維實體流動，如圖2所示。雖然傳統(tǒng)2.5D模流分析技術(shù)已相當(dāng)成熟穩(wěn)定，但亦不能滿足目前所有塑料件的流動分析，畢竟以平面流動來仿真三維實體流動仍有他的限制。因此，為了能完全模擬真實流動情況，發(fā)展三維模流分析技術(shù)是必要的，它也將成為未來模流分析的新趨勢。
近年來發(fā)展出另一模流分析技術(shù)為“Skin-Surface Mesh”，其分析方式采用表面網(wǎng)格(surface mesh)為分析模型，并利用“連結(jié)器(Connector)”將上下兩側(cè)元素相連結(jié)，同時于兩側(cè)進行流動分析。
乍看之下，此方法似乎可模擬三維流動分析，但事實上不盡然，它所采用的分析模型并非真正三維實體模型，并且先天分析理論存在許多的缺點，會導(dǎo)致錯誤的分析結(jié)果，如: