如何在Moldex3D Studio手动堆栈网格

in 产品技巧 on 8 月 09, 2024
科盛科技技术支持处 工程师 林明瑜

网格占据模流分析至关重要的一部份,将复杂的几何结构划分为微小元素,再透过求解器得到需要的结果,良好的网格质量能够带来更加精确的分析结果。对于几何较单一或是较厚的产品,利用自动化的前处理功能即可生成高质量的网格模型,但若是遇到需要网格精度较高或是尺寸较小的产品,例如光学、RTM或是其他特殊制程,则建议手动建立网格,此方式更容易控制网格质量以达到求解器的需求。

Moldex3D Studio的建构网格(Structure Mesh)提供了多样的工具来直接完成前处理的网格建模,此功能包含表面网格与实体网格的生成与建立,针对网格精度需求高的产品,提供用户以人工的方式更弹性地搭建网格对应各式不同情境。以下将以一模四穴的镜片作为例子,说明如何在Studio手动建立网格。

步骤1. 前置作业: 几何分割

在Studio的项目中汇入几何,在建立网格前先做一些处理,使用工具(Tool)页的投射曲线(Project Curve)萃取面(Extract Face)分割面(Divide Face)等工具来分割模型或撷取所需的几何面与特征线。最后模型简化成1/4对称模型,且为分割后的各组件设置属性。工具页的功能,操作请参考其他相关介绍,本文不做细节说明。

步骤2. 生成镜片网格

  • Region 1:

由Mesh工具栏点选建构网格(Structure Mesh)即可进入建构网格的接口。首先建立Region 1的网格,选择建立O-grid面(O-grid Face),依序以Region 1定义O-grid的中心、半径与平面,点击OK后即会产生包含12个曲面的O-grid面。再利用O-grid面透过萃取面(Extract Face)分割面(Divide Face)功能如图分割Region 1的面,帮助用户建立结构化的表面网格。

注: 须注意建构网格(Structure Mesh)仅出现在Solid网格模式中并且需要Mesh授权来启用。

 

接着使用撒点(Seeding)建立面上网格(Create Face Mesh),为Region 1 面的一角生成三个表面网格,再利用合并(Combine)成一表面网格。在Region 1于底面对应的一角重复同样操作生成表面网格,接着使用两个面建立(Create by 2 Faces)选择两个表面网格来生成一实体网格,如此一来便完成Region 1四分之一的实体网格。

注: 请注意撒点时需确认各面互相交界处的撒点数一致,如用两个面建立网格时,两表面网格拓朴须一致,若拓朴不同或对应节点选择错误,实体网格将会建立失败,故撒点时即须注意。若有需要可使用导引线(Guide Curve)渐变(Biasing),但本文之撒点皆不设置渐变(=None)及额外的导引线。

 

  • Region 2:

先使用Tool工具栏的平面线建面(Planar Surface)功能生成一曲面,再利用撒点建立面上网格合并建立侧边的表面网格,并使用3D旋转 (3D Rotate)功能将表面网格复制到特征线交界处,如图所示。

 

准备好表面网格后,使用旋转建立(Create by Revolve)两个面建立(Create by 2 Faces)的功能建立Region 2的实体网格。

 

完成Region 1与Region 2的实体网格后,可透过检查接触边界(Check Contact Boundary)来确定接触面的网格是否有交错(intersection),如下图便检测出Region 1 与2间存在不匹配,这时则可用对齐节点(Align Nodes)的功能,将不同区块的实体网格间节点对上。接着,将实体网格的属性设为塑件(Part),并使用Tool工具栏的镜射(Mirror),由1/4网格生成其他3/4再合并成一完整镜片的实体网格,如下图所示。

注: 合并实体网格要有定义网格属性,若无定义则会跳出警告窗口提醒用户。

步骤3. 生成浇口网格

取出与进浇面接触的表面元素(使用Extract MeshExtract Element),再使用扫掠建立(Create by Sweep)的功能(两个模式皆可),沿着几何边生成浇口网格。

 

在建立另一部份浇口的实体网格前,需先以取出网格(Extract Mesh)取出元素(Extract Element)功能来从刚才建立的实体网格上取出表面网格,再用撒点(Seeding)建立面上网格(Create Face Mesh)建立其他所有面的表面网格。使用放样建立(Create by Lofting)网格的时候,先选择起始网格与终止网格(橘色),再选择侧边的网格(蓝色),按下OK后即可建立实体网格。

步骤4. 生成流道网格

取出前一个步骤所建立的浇口的表面网格,作为分流道的起始网格,使用平面线建面撒点建立面上网格合并等功能来生成另外一端的表面网格,再由这两个表面网格建立分流道的实体网格。

 

接下来建立竖浇道的网格。如下图所示,建立两O-grid面并使用分割的功能萃取四分之一的曲面,接着建立侧边的曲面与表面网格。

 

在中心面建立表面网格,由两个表面网格建立实体网格。取出侧边表面元素,并由两表面网格建立实体网格,以相同方式建立另外一侧网格,注意层数需一致,完成后合并实体网格,并取出上表面与下表面的网格。

 

接下来,建立竖浇道上半与下半冷料井的部分,如图建立O-grid面并取出四分之一的曲面,于曲面上生成表面网格,接下来即可使用两表面网格建立上半部分与冷料井的实体网格。

 

检查竖浇道实体网格的接触边界,确认网格节点都有对齐后,将属性设为流道后合并为一块,接着使用镜射的功能复制其他3/4再合并,如图建立完整的一模四穴模型。

步骤5. 分析

接着,在Studio进行分析的相关设定,包含材料、制程条件、分析顺序与计算参数,并提交分析。


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