CAE,全稱是Computer Aided Engineering,計算機(jī)輔助工程,指用計算機(jī)輔助求解復(fù)雜工況、分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能,以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等的軟件技術(shù)。運用CAE技術(shù),可以減少開模,規(guī)避設(shè)計風(fēng)險,縮短包裝設(shè)計周期,優(yōu)化產(chǎn)品包裝結(jié)構(gòu),解決具體問題。
** 文章里采用的圖片都是已經(jīng)上市產(chǎn)品!**
在包裝設(shè)計中,CAE通常會運用在以下幾個方面,我們來一一給大家解釋。
l 吹塑(包括EBM/ISBM)
l 頂壓(Top Load)
l 跌落(Drop Test)
l 擠壓(Squeezing Capability)
l 運輸模擬(Transportation)
l 設(shè)計檢驗(Design Check)
l 模流分析(Mold Flow Analysis)
l 拓?fù)鋬?yōu)化(Topology optimization)
l 具體問題(Trouble shooting)
l 總結(jié)(Conclusion)
一. 吹塑(EBM/ISBM ) & 頂壓 (Top load)
吹塑CAE的一般做法是,通過CAD模型,建立吹塑CAE模型。然后根據(jù)瓶身設(shè)計,大致調(diào)整Parison厚度分布,進(jìn)行吹塑的模型運算,得到瓶身的厚度云圖。然后將此厚度云圖進(jìn)行頂壓分析,如果頂壓高于實驗要求,例如大于175N,則可以減薄Parison的厚度或者調(diào)整厚度分布(例如減少底部的厚度,增加肩部的厚度),再次進(jìn)行運算。
通過吹塑的CAE分析,工程師可以得到以下幾個數(shù)據(jù):
最優(yōu)壁厚分布下的產(chǎn)品下限克重
最優(yōu)壁厚分布的Parison厚度云圖,用作指導(dǎo)生產(chǎn)
產(chǎn)品的壁厚分布云圖
圖為瓶子的CAD模型以及根據(jù)模型制作的模具
通過頂壓的CAE分析,工程師可以得到以下幾個數(shù)據(jù):
頂壓時產(chǎn)品的變形
頂壓的力-距離分布曲線
需要改進(jìn)或者加強(qiáng)的地方(例如增加Rib,提高抗壓的同時可以相應(yīng)減少克重)
圖為仿真模擬在22g(優(yōu)化Parison后)的時候,瓶子的壁厚分布(紅色2mm,藍(lán)色0.4mm左右)
二. 跌落 (Drop Test )
跌落模擬,可以提前預(yù)知設(shè)計在某厚度分布時,在跌落中產(chǎn)生的形變,用作指導(dǎo)Parison以及其厚度的設(shè)計。
圖為農(nóng)夫山泉獲獎設(shè)計的真實跌落(左)與跌落模擬結(jié)果(右)
三. 擠壓 (Sequeeze Capability )
在日化產(chǎn)品中,一般會進(jìn)行擠壓測試,即模擬消費者在使用該產(chǎn)品時,使用多少牛頓的力或者擠壓多少距離的時候,得到相應(yīng)的多少產(chǎn)品。又或者是,在產(chǎn)品余剩不多,消費者擠壓的時候,瓶子是否會產(chǎn)生塑形形變。
四.運輸模擬(Transportation Test)
模擬運輸可以模擬產(chǎn)品在托盤上遇到特殊情況時的表現(xiàn)。