卫星导航知名品牌TomTom 利用Moldex3D克服产品瑕疵

 

客户简介
TomTom是全球着名导航解决方案供货商,以创新、高质量、容易使用,以及物超所值的产品著称。其完整的产品线包括TomTom GO系列、TomTom ONE系列,以及TomTom RIDER系列。TomTom亦自行研发导航软件─TomTom NAVIGATOR,已广泛被PDA及智能型手机应用。除了提供产品硬件与软件外,TomTom PLUS提供更丰富多元的加值内容,使用者皆可藉由TomTom HOME应用软件来更新相关信息。TomTom于1991年成立于阿姆斯特丹,产品已推展至全欧洲、北美洲、中美洲及亚洲的市场,藉由各地杰出经销团队与网站,成功销售至25个国家。TomTom将持续研发更新更好的技术,帮助往来各地的用户更快速、安全且尽可能轻易地抵达目的地。TomTom已于荷兰阿姆斯特丹股票交易市场(Euronext)挂牌上市。(来源: www.tomtom.com)

大纲

此案例为卫星导航车架机构组件(图一)。卫星导航车架机构组件之尺寸与强度扮演相当关键角色,若车架机构的尺寸与强度不佳,将直接影响使用的功能性与可靠性,因此首要任务是确实控制其尺寸精度与缝合线位置。然而如何凭传统经验预测射出成品之质量,以防止缝合线、外观凹痕与变形等潜在问题,是一项很大的挑战。若要同时确保产品质量与降低开发成本,就必须找到适合的解决方案,并考虑以特殊制程「双色射出成型」来避免目前产品开发所遇到的问题。通腾科技藉由Moldex3D的多材质射出成型(MCM)模块来进行产品设计验证及制程优化。透过模流分析,可在实际生产前了解塑料流动、成品外观与翘曲变形等现象,并藉此提供模具与浇口位置设计变更建议,有效解决实务问题并提高产品质量。

utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-1图一  本案例为卫星导航车架机构组件

挑战

  • 在结构强度及外观设计限制下,肉厚处无法进行掏肉处理。
  • 为了满足结构强度,对象球型插口处与横梁处不能出现缝合线。
  • 因为球型插口处厚度设计差异,可能出现潜在缩痕问题造成明显外观缺陷。
  • 产品主要部位有高度缩水与变形风险,直接冲击产品尺寸准确度。
utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-2图二   产品设计

解决方案

为达成良好的产品质量与降低开发成本,通腾科技藉由Moldex3D一般射出与多材质射出成型(MCM)模块,在开发初期验证产品设计与模具设计。

效益

有效提升产品质量:

  • 产品凹痕消除
  • 有效控制缝合线位置,防止产品断裂等问题
  • 符合产品尺寸精度要求
  • 产品缩水率大幅改善45-60%
  • 产品平整度大幅改善40-50%

优化生产制程:

  • 有效提升40%生产良率
  • 节省用料,降低生产成本

案例研究

双色射出成型能使产品复杂多样化,也能有效节省组装时间与费用,因而此制程技术已广泛应用于许多产品的生产上。由于某些产品有结构强度及外观设计的限制,厚件处无法进行局部薄化处理,因此选择同种料之双色射出成为解决策略之一。此案例主要目的是希望藉由Moldex3D对一般射出成型的仿真分析结果,评估产品外观凹痕与变形可能性。结果呈现产品主要部位有高度缩水与变形风险,直接冲击产品功能与外观。为有效解决此问题,并兼顾设计造型与结构强度,于是采用同种料之双色射出成型制程。

utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-3图三  原始设计使用传统射出成型制程
utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-4图四  Moldex3D模拟分析─原始设计产品主要部位厚件处容易积热,有高度缩水与变形风险

通腾科技藉由Moldex3D多材质射出成型MCM模块仿真产品改变两段式接续射出的设计。经由模拟分析发现,设计变更第一组(图五)产品会有流动不平衡现象,而产生缝合线。同时缝合线位置不佳,成为产品的另一个隐忧,导致使用时容易龟裂,甚至断裂。

utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-5图五  设计变更1
utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-6图六  设计变更1:流动分析─缝合线缝合线位置不佳,容易导致产品断裂

得知第一组的设计变更无法有效解决缝合线位置不佳的问题,通腾科技接下来改变同质材料两射的射出顺序,以及进胶口的位置设计,以求有效解决产品缝合线、翘曲变形与凹痕等问题。Moldex3D分析结果发现,设计变更第二组(图七)能有效解决缝合线问题,并大幅改善产品整体的翘曲度,为更理想的设计。

utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-7图七  设计变更2
utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-8图八  设计变更2:流动波前分析无明显的缝合线的产生

最后通腾科技透过实际试模与模拟分析结果之比较,证明Moldex3D分析之准确性。藉由Moldex3D一般射出与多材质射出成型(MCM)模拟分析,通腾科技有效解决产品外观凹痕与降低翘曲变形问题,达到产品尺寸精度要求。

utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality-9图九  Moldex3D分析准确预测原始设计(左)在肉厚处有高度缩水与变形风险(右)
utilizing-moldex3d-mcm-solution-to-successfully-resolve-defects-and-improve-product-quality10图十  Moldex3D分析准确预测设计变更1(左)有缝合线位置不佳问题,与实际试模结果(右)相符

结果

透过Moldex3D的模拟结果,通腾科技在开发初期就可清楚掌握成品行为,并提供有效建议方案。在进行实际试模与模拟分析结果的比较时,也验证了模流分析的准确性。最后并顺利解决了制造过程中产生的产品瑕疵问题,进而达到更佳的产品和模具设计。


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