如今塑料已变成了“千用材料

在塑料问世前，台球可是一项奢侈的运动。起初，台球是由象牙制成的。据统计，18世纪的英国仅制作台球每年就需要上万头大象。而当这项运动在19世纪风行美国时，制造商们越来越难得到象牙来制作台球。于是，一位老板振臂高呼：“谁能发明一种能代替象牙的台球材料，就将得到1万美金奖赏。”1869年，被后人尊为美国塑料工业之父的约翰?海阿特发现当在硝化纤维中加进樟脑时，在热压下能转化成各种形状，可以用来代替象牙制作台球，并将它命名为“赛璐珞”（硝化纤维塑料，俗称“假象牙”）。从此，比象牙廉价许多的赛璐珞让台球成为了一项平民化的游戏。由塑料引发的改变当然不止台球一项，塑料如今已变成了“千用材料”。塑料产品的制造方法是“注塑成型”，按照传统的“注塑成型”工作流程，产品设计师要首先完成设计方案并交给模具设计师，后者设计相应的模具；模具实物制作完成后，工程师以注塑的方式进行试验，这被称为试模，然后才能把模具投入到塑料产品的生产过程中。试模过程中一旦发生问题，不仅需要重新设置工艺参数，如熔体温度、注入压力、冷却液温度等，甚至还需要修改模具和产品的设计方案。这种依靠试验、修改、再试验的反复“试错”过程必定增加前期的研发成本，延长产品投入市场的周期。随着塑料产品领域竞争日趋激烈，塑料产品厂商一方面需要应对不断高涨的原材料价格和人力成本，另一方面在产品销售价格不断下降的同时，产品质量、功能要求却得持续提高，而且还要尽可能地缩短新产品研发的时间，用最快的速度占领市场。试想，如果在模具、产品实际投产前就对可能的问题“先知先觉”并提前进行修改，那么实现高效、精确的生产就会变得轻松许多。 1976年，美国Moldflow公司推出了全球首款专门对塑料熔体在模具内的成型过程进行模拟分析的软件；30多年来，Moldflow软件已经变成“注塑成型”领域的技术标准。2008年6月，Moldflow软件成为欧特克制造业数字化样机解决方案极其重要的一部分。所谓的数字化样机是一种产品开发方法，用户可以基于产品的三维数字模型，在概念设计、结构设计、工程设计、电气设计、产品设计数据管理甚至市场宣传的过程中实现高效的协同设计，并凭借仿真分析和可视化等功能，对设计进行校验、优化和管理。通过部署数字化样机，企业可以在生产前检验产品性能，优化设计方案，减少对物理样机的依赖，将高质量的产品以更快的设计速度、更低的设计成本推向市场。具体而言，AutodeskMoldflow软件能让模具工业和塑料工业的设计师、工程师早在模具制作前，先在计算机上预览塑料熔体在模具内的流动和冷却情况，通过精确的模拟分析，观察目前的产品设计和模具设计方式会不会让熔体在模具内提前凝固，或者生产出来的塑料产品会不会厚薄不均、表面粗糙甚至还带着小小的裂痕……这样，设计师和工程师就能“先知先觉”地对产品、模具设计以及熔体注入的方式做出调整。相对于传统的工艺方法，AutodeskMoldflow能起到降低生产成本、提高产品质量、缩短研发时间的作用。例一：宝马汽车公司曾经想为其某款新车设计一个A柱，并决定采用一种新型塑料作为生产材料。但是工程师通过AutodeskMoldflow软件分析后发现，除非进行成本高昂的二次加工，否则这种新型塑料无法达到对于A柱来说至关重要的外表光泽效果。在AutodeskMoldflow丰富的塑料品种数据库中，宝马公司的工程师选择了一种替代材料，使成本降低了40%。例二：长安汽车公司曾经制造过一批汽车的前罩饰件（用于接合挡风玻璃与引擎盖），但是装配时发现饰件的边缘怎么都无法和引擎盖紧密吻合。经过AutodeskMoldflow的模拟分析后发现，零件变形的直接原因是熔体注入模具的位置欠妥。在重新调整注入的位置和方式后，零件实现了精确成型，装配的缝隙也大大减小了