Moldex3D模流分析之前处理精灵及网格工具

Moldex3D持续推出料管和喷嘴模拟、IC点胶制程模拟等先进模拟技术，提升模流分析的精确度；因此Moldex3D也必须同步提升相关模拟所需的前处理功能，并克服一般在射出成型模拟上常见的挑战，例如以下几点：

1. 料管和喷嘴的网格制作困难。为了准确的计算进入进浇口前的熔胶行为，需要有高质量的实体网格，往往需要在Moldex3D Mesh上进行复杂的网格建构，提高了运用此模拟分析的难度。

2. IC点胶制程的网格以往也是在Moldex3D Mesh上建构，使用者需要对每一块IC封装组件，例如芯片、锡球、溢流区等，分高度及分层建构网格。网格元素量也很庞大，若有要调整网格密度，往往牵一发动全身。

3. 异型水路的制作，目前市面上也少有适合的软件，用户需要建构出贴着产品表面一段距离的水路，大多自行在3D空间中绘制，不易做到良好的控制及调整。

4. 需要比较产品设变前后的结果时，会不希望网格密度差异影响结果，所以通常会依照设变前的洒点过程，再一次的洒点在设变后的产品上。当案例较复杂，或是需要比对多次设变结果时，这样的过程就会相当费时费力。

5. 网格建构过程中，复杂几何产品难免会有细长导圆角、狭窄面造成展弦比不佳的网格，使用者需要花大量时间来调整及修复。

因应这些需求，Moldex3D Studio 2021推出多样化的前处理精灵，帮助使用者加速建模工作。此外也新增同步洒点的网格建构设定功能，以及网格展弦比的修复功能，全面考虑到用户的使用情境，克服各种前处理网格建构上的困难。以下说明主要的重点项目。

 

喷嘴塑料区精灵 (Nozzle Zone Wizard)

Moldex3D新增喷嘴塑料区精灵，可自动化建构出高质量的喷嘴塑料区网格。使用者也可建立喷嘴塑料区来模拟螺杆压动熔胶的行为，得到更真实的流率与料温。

精灵中提供三种不同的喷嘴前端，搭配三种喷嘴主体，共有九种组合，产生相对应的线架构喷嘴塑料区(图一)。使用者可以参考这几种类型的喷嘴塑料区，调整为符合现场的实际尺寸。当尺寸规则符合喷嘴塑料区的网格建构标准，软件会自动产生适合的高质量网格，用以模拟真实螺杆压动熔胶的行为(图二)。

图一 喷嘴塑料区精灵提供多种喷嘴类型

图二 软件自动产生出高质量的喷嘴塑料区网格

IC封装自动混合式网格精灵

Moldex3D Studio 2021前处理开始正式支持IC产品的网格制作，提供IC封装自动混合式网格精灵，使用者在Studio就可以从头到尾完成IC封装模流分析的前后处理。第一阶段先进行3D IC封装组件建立(如图三)：输入2D IC草图的曲线，利用此功能选框线，并设定Z方向位置、组件高度及属性信息，即可建立出环氧树脂(Epoxy)、基板(Substrate)、胶卷(Tape)、导线架(Leadframe)、芯片(Chip)、锡球(Bump)等IC组件。

图三 3D IC封装组件建立

第二阶段透过IC网格自动建构精灵(如图四)，设计变更后就能够自动产生网格，省下可观的时间，且能同时保有以往手堆网格的质量。图五说明目前Studio IC封装自动混合式网格精灵所支持的IC产品类型，涵括各种常见的IC产品，如转注成型、压缩成型、嵌入式晶圆级封装(EWLP)和底部填充等等。同时还可支持复杂的几何流道：运用BLM网格技术产生流道网格，IC组件则用Hybrid网格产生，浇口区域网格即可会自动衔接。

图四 IC网格自动建构

图五 Studio IC Auto Hybrid Mesh支持的IC产品类型

异型水路精灵

Moldex3d Studio 2021推出全新的异型水路精灵，提供更弹性且多元的异型水路设计结果。主要概念是依使用者提供的2D水路路径快速投影产生异型水路，并加入以下特点：

(a) 可勾选水路是否要延伸到模壁，如图六(a)。
(b) 可控制最小模壁厚度，以决定是否让水路进入盲孔，如图六(b)。
(c) 可投影至六个轴向，建构出产品凹穴内部的异型水路，加强散热效果，如图六(c)。

图六 异型水路精灵的各种特色功能

设变前后洒点一致化

为了使产品设变前后的洒点密度一致， Modex3D Studio提供同步洒点功能，针对设计变更后的几何模型，可以自动从原始模型中撷取洒点数据，快速映像出与原始模型相近的分辨率，也能提示未映射到的边，让使用者快速设定好所需的洒点数据(如图七)。

图七 同步洒点功能让设变前后洒点一致化

修复展弦比

新增的修复展弦比功能(如图八)，可快速自动修复展弦比不佳的网格，展弦比可在网格缺陷树定义，并调整修复的范围。针对有复杂特征或大量细小导圆角的产品，此功能可节省许多修复网格的时间，并同时保留重要特征。

图八 自动修复展弦比不佳的网格

Moldex3D Studio在2021版本一口气推出三个新的前处理精灵，以及崭新的网格工具，协助客户更有效率的产生高质量、高分辨率的网格，以利进行射出成型及各种先进制程的分析。在推动工业4.0的脚步上，Moldex3D始终站在最前线，持续研发出多样化且高效能的仿真工具，是用户实现智能制造的一大利器。