3月號內容
【本期主題】
前言
本人在「CAE模具成型技術雜誌」2017年4月創刊號曾寫下「2016年ANSYS成為全球第一家年營業額超過10億 美金的工程模擬軟件公司，營收規模超越許多CAD/CAM軟件供應商，正式宣告CAE主導設計的時代已經來臨。」 二年後再來看這段敘述，可以更深切感受到CAE在塑膠加工與模具成型的各個領域與各式成型製程的蓬勃應用， 持續協助企業優化產品設計並且突破傳統製造生產的極限。不僅模流分析已經廣泛用在模具設計與成型，光學成像 設計也少不了CAE的輔助。結構分析則從傳統的金屬領域跨入複合材料的結構優化與設計驗證，更通過微觀力學 材料建模技術真實描述複合材料的非等向、非線性的力學特性，進一步提升分析預測的可靠度。讀者可透過本期專 刊，完整了解全球領先的CAE軟件供應商在這些相關領域的最新成果。
導讀
根據Transparency Market Research在2015年6月的報告，全球工程軟體市場在2014年的規模達到199.8億美元， 當時預估整個市場在2015至2022年間會以12.4%的複合年成長率快速成長。這幾年之間，我們都親身體會甚至 參與了各行各業產品設計與製造技術不斷快速迭代、推陳出新的飛快節奏。包含CAD, CAM, CAE, PLM的各種工程 軟件在整個產品生命週期扮演不可或缺的角色。同時，工業4.0的浪潮，也為智能設計、智能製造掀起一波創新的 思維與作法。
2017年2月，精密量具的領導廠商海克斯康集團大手筆以8億3仟4百萬美金收購了CAE的元老公司MSC Software，不僅象徵硬件公司進入數字設計世界的一大步，更意味著真實製造環境的量測數據將與仿真分析緊密結 合，協助企業突破產品設計優化與傳統製造生產的極限，引領製造業邁向工業4.0的康莊大道。當軟硬體可以更緊 密的結合，模擬和現實之間的界線逐漸消失，這代表模擬分析的結果會更貼近實際製造的情形，協助產品設計人員 做出更好的決策。
然而，智能智造必須奠基於智能設計之上。傳統的產品設計大多從美學直覺、功能設計出發，從既有的設計以試誤 法(trial and error)展開，直到獲得一個滿足價格功能比最終方案。但這個最終方案通常受限於既有的經驗法則，往往不是最佳方案。現在的拓樸優化技術，可以基於給定的負載、拘束、強度、重量的要求，自動迭代出最優 化的設計方案。不僅可以得到預設條件下的最佳方案，甚至能突破框架，提出前所未見的創新設計。這類應用 在金屬件已經日益普及，預計也會很快在塑膠件與復合材料製品上看到嶄新的應用成果。
對模具成型技術來講，模流分析當然是最關鍵的日常CAE工具。這幾年來模流分析工具的快速發展與廣泛使 用，已經逐漸從「解決問題的工具」成為「設計驗證優化的工具」。這意味著模流分析漸漸從CAE工程師駕 馭的專業工具，蛻變為每個模具與成型工程師每天工作必須打開的視窗應用。所以我們看到模流分析的使用親 和性不斷提升，前後處理整合，甚至深度嵌入NX, Creo這些業界最常用的CAD平台之內，讓每個CAD使用 者都可以輕鬆使用。這些重大的改變，無疑已經為智能設計打造最適合成長茁壯的環境。
成功使用CAE的另一個關鍵在於對材料特性的掌握與精準描述。隨著材料建模技術的持續發展，在模流分析 中的材料模型也從最傳統的純黏性泛牛頓流體模型，擴充為可以完整考慮塑膠流變特性的黏彈性模型。以往在 預測玻纖排向分佈時，只能單向考慮流動對圓柱型纖維排向的影響，最新的Moldex3D R17不僅能考慮扁平型 纖維的排向，甚至能考慮纖維排向對流體黏度與流動特性的交互作用。而Digimat在非等向性、非線性材料特 性建模的技術，填補了結構力學分析的空缺，也已經獲得廣大用戶的驗證與採用。
複合材料的壓縮成型分析則完美契合航天、汽車產業對輕量化無止境的需求。傳統的結構分析軟件在金屬沖壓 的應用非常成熟，擅長處理各類大變形的問題。但複合材料的材料特性複雜，成型過程除了大變形之外，還牽 涉到相變化、液態流動甚至化學交聯反應。 LS-Dyna與Moldex3D在熱塑性(GMT)與熱固性(SMC)的整合， 提供了完整從固態到半固態、到成型冷卻/交聯的完整模擬方案。
比較特殊的是塑膠光學零件的成像設計，一般塑膠產品與模具設計人員比較陌生。隨著COC、LSR這類熱塑 性與熱固性光學材料的應用領域越來越廣，CAE的分析模擬在這個領域早已經廣泛應用，甚至可以跟模流分析 結合。
工業4.0擘畫了一個虛實整合的願景，對塑膠成型模具行業，或許陳義過高，或許高瞻遠矚，尚有待觀察。但 是由最佳化引擎驅動產品設計、光學成像、最適製程參數的自動優化迴圈與流程，搭配更正確的材料模型與製 程模擬技術，正逐漸加足馬力，朝向智能設計與智能製造的前景奔馳而去。 ■
專題報導(專題主編:楊文禮 科盛科技 總經理)
-新一代Moldex3D虛實整合模擬 助攻塑膠成型智造化
-Moldex3D最新應用成果
-模流分析與工業4.0智慧製造: 智慧射出機與其調機原理
-材料拓撲輕量化解決方案與關鍵技術
-增強塑料零部件的多尺度聯合仿真
-LS-DYNA最新技術 – 熱塑性材料成型模擬
-CAE在復合材料結構分析的應用
-塑膠光學材料在成像設計的應用技術
技術新知
-如何快速建模 進行動態閥針模擬分析
-產業升級，智造必行
-致敬優質材料與永續發展
-巴斯夫材料解決方案別出心「材」， 讓產品創意十足
-ABB測量與分析產品為智能互聯的數字化工廠 及工藝賦能
-電子束加工裝置之最新表面改質實例 The latest finishing method of metal surface using electron beam machine
-CAE分析在模具熱流道中的應用
-淺談超音波加工技術應用於硬韌難 切削合金的優劣分析
顧問專欄
-第24招、塑膠射出產品品質在於厚度設計與 溫度、壓力值的影響篇~【智慧射出篇】
-粉末注射成形設計：節省時間、降低成本和 提高質量的10項規則（下篇）
-機師的薪水，等待起飛！
-冷媒的新思維—冷空氣冷卻
產業訊息
-第二屆CPRJ 塑料創新技術， CMF與新材料論壇暨展示會
-CHINAPLAS同期活動匯聚全球 頂尖大咖，權威解碼行業趨勢
-CHINAPLAS 同期活動匯聚全球頂尖大咖解碼行業趨勢
-CHINAPLAS 2019提供全方位橡塑解決 方案—終端行業不容錯過的橡塑盛宴！
-2019 第30屆馬來西亞 國際塑橡膠工業展 M’SIA-PLAS
-CMPE2019第二屆中國（東莞） 手機加工產業博覽會 暨華南粉末冶金及電子煙加工展覽會
塑料行業新聞
-陶氏水處理攜手安吉爾、朗詩德於上海 進博會上戰略共創淨情生活
