CAE,全稱是Computer Aided Engineering,計算機輔助工程,指用計算機輔助求解復雜工況、分析產品的結構性能,以及優化產品性能等的軟件技術。運用CAE技術,可以減少開模,規避設計風險,縮短包裝設計周期,優化產品包裝結構,解決具體問題。
** 文章里采用的圖片都是已經上市產品!!**
在包裝設計中,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 設計檢驗(Design Check)
l 模流分析(Mold Flow Analysis)
l 拓撲優化(Topology optimization)
l 具體問題(Trouble shooting)
l 總結(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。然后根據瓶身設計,大致調整Parison厚度分布,進行吹塑的模型運算,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的厚度或者調整厚度分布(例如減少底部的厚度,增加肩部的厚度),再次進行運算。
通過吹塑的CAE分析,工程師可以得到以下幾個數據:
最優壁厚分布下的產品下限克重
最優壁厚分布的Parison厚度云圖,用作指導生產
產品的壁厚分布云圖
圖為瓶子的CAD模型以及根據模型制作的模具
通過頂壓的CAE分析,工程師可以得到以下幾個數據:
頂壓時產品的變形
頂壓的力-距離分布曲線
需要改進或者加強的地方(例如增加Rib,提高抗壓的同時可以相應減少克重)
圖為仿真模擬在22g(優化Parison后)的時候,瓶子的壁厚分布(紅色2mm,藍色0.4mm左右)
二. 跌落 (Drop Test )
跌落模擬,可以提前預知設計在某厚度分布時,在跌落中產生的形變,用作指導Parison以及其厚度的設計。
圖為農夫山泉獲獎設計的真實跌落(左)與跌落模擬結果(右)
三. 擠壓 (Sequeeze Capability )
在日化產品中,一般會進行擠壓測試,即模擬消費者在使用該產品時,使用多少牛頓的力或者擠壓多少距離的時候,得到相應的多少產品。又或者是,在產品余剩不多,消費者擠壓的時候,瓶子是否會產生塑形形變。
四.運輸模擬(Transportation Test)
模擬運輸可以模擬產品在托盤上遇到特殊情況時的表現。