PEGATRON уменьшил коробление корпуса планшета на 92%

С помощью Moldex3D инженеры PEGATRON смогли проанализировать причины коробления, успешно уменьшив смещение по оси Z на 92%, и обеспечить соответствие требованиям к прочности деталей при интеграции со структурным анализом ANSYS.

Корпорация PEGATRON была основана в 2008 году. Обладая богатым опытом разработки продуктов и вертикально интегрированным производством, они стремятся предоставлять клиентам инновационный дизайн, систематическое производство и производственные услуги. PEGATRON объединила отрасли EMS и ODM, чтобы стать развивающейся компанией по проектированию и производству (DMS). ( http://www.PEGATRONcorp.com )

Резюме

Чтобы создать более легкие и тонкие детали, инженерам PEGATRON было поручено уменьшить толщину крышки нижней части корпуса планшета с 1,5 мм до 1 мм и добавить металлическую вставную деталь толщиной 0,5 мм к первоначальному дизайну (рис. 1). Тонкостенное литье может быть сложной задачей и создавать много проблем, таких как дисбаланс заполнения и структурная целостность. Инженеры PEGATRON использовали программное обеспечение для моделирования Moldex3D, чтобы оптимизировать конструкцию пресс-формы, уменьшить усадку и проверить прочность детали посредством интеграции с анализом FEA.

Рис. 1 Эта часть с металлической вставкой и тонкой стенкой

Проблемы

  • Короткие кадры
  • Воздушные ловушки
  • Усадка, вызванная различной толщиной стенки

Решения

С помощью Moldex3D инженеры PEGATRON смогли проанализировать причины коробления, успешно уменьшив смещение по оси Z на 92%, и обеспечить соответствие требованиям к прочности деталей при интеграции со структурным анализом ANSYS.

Преимущества

  • Встретил целевую часть толщиной 1 мм, уменьшив толщину на 23%
  • Значительно уменьшено коробление на 92%
  • Уменьшена потеря давления на 8,3%
  • Уменьшен лом на 13%
  • Экономия более 6% производственных затрат благодаря вкладышу

Тематическое исследование

В процессе формования электрических деталей охлаждение является ключевым фактором производительности конечного продукта. Обычно используются вентиляторы для отвода тепла, но в некоторых случаях без вентиляторов мы можем использовать только тепловую подушку из алюминия или меди в качестве вставки детали. Чем толще и шире металлическая пластина, тем выше эффективность охлаждения. Z-высота изделия в этом случае является фиксированной из-за его спецификации. Следовательно, если толщина металлической пластины увеличилась, толщина детали должна быть уменьшена. Кроме того, структура должна быть достаточно прочной, чтобы соответствовать спецификации продукта.

Компания PEGATRON провела термические испытания с помощью существующей пресс-формы с металлической вставкой и обнаружила лучшие результаты рассеяния. Поэтому они решили изменить оригинальную форму и дизайн детали (рис. 2). После этого они попытались улучшить производственный процесс, качество продукции и прочность конструкции в 3 этапа.

Рис. 2 Исходная (слева) и модифицированная (справа) детали конструкции

С помощью модуля впрыска Moldex3D компания PEGATRON обнаружила, что давление в литнике из-за тонкой детали достигнет 135 МПа. Таким образом, они решили уменьшить длину бегуна и использовали Moldex3D для проверки оригинальных и пересмотренных конструкций (рис. 3). В результате они обнаружили, что потеря давления была уменьшена на 8,3%, а отходы были уменьшены на 13% в случае 3. Поэтому они решили, что случай 3 является оптимизированной конструкцией.

Рис. 3 Сравнение давления в распылителе для разных конструкций бегунков

Затем они попытались улучшить варпаж. Moldex3D показал, что наибольшая деформация Z-направления составляет 8,12 мм, что выходит за пределы спецификации 1,0 мм. Кроме того, результат моделирования деформации показал, что влияние эффекта усадки было больше, чем тепловой эффект (рис. 4). Чтобы решить эту проблему, PEGATRON попытался добавить в продукт различные процентные содержания материалов, содержащих стекловолокно, и использовать Moldex3D для проверки результатов деформации. Они обнаружили, что наполнитель может эффективно уменьшить коробление, чтобы соответствовать спецификации (рис. 5). Причина в том, что волокно будет ориентироваться вдоль направления заполнения (ось X), чтобы противостоять усадке.

Рис. 4 Результаты деформации исходного материала

Рис. 5 Сравнение смещения материалов с различным процентным содержанием наполнителя волокна

На последнем этапе PEGATRON проверил, была ли структура продукта достаточно прочной или нет. Они использовали интерфейс FEA Moldex3D для дальнейшего анализа напряжений с учетом факторов, вызванных формованием. После проведения анализа давления и скручивания они обнаружили, что вставка детали и материалы с наполнителями могут эффективно помочь уменьшить смещение в обоих испытаниях (рис. 6).

Рис. 6 Результаты испытаний под давлением и на скручивание различных материалов и конструкций деталей

Наконец, PEGATRON проверил результаты анализа в эксперименте и обнаружил, что модели имеют одинаковые тенденции. Что касается проверки плоскостности, то результаты экспериментов с различными материалами все соответствовали результатам моделирования (рис. 7).

Рис. 7 Проверка плоскостности по результатам эксперимента

Результаты

Компания PEGATRON использовала пакет Moldex3D Advanced для улучшения дизайна изделий и форм. Благодаря анализу Moldex3D, они также обнаружили основные факторы коробления и решили эту проблему, заменив материалы. В результате реальное отформованное изделие успешно соответствовало спецификации на структурную прочность и деформацию.

Источник