塑膠射出成型薄殼件特徵辨識、分離與規則化網格自動建構技術發展(1/2)

塑膠射出薄殼件在許多消費性產品上都是很普遍的零件，其特點為本體為薄殼，內部有許多功能性幾何特徵的設計。塑膠薄殼件在外表面局部區域常會發生縮水現象，主要原因為該區域內側為特徵與本體交界處，因為肉厚不均勻所導致。模流分析已普遍應用於射出成型上，用以輔助產品設計、模具設計與製程參數設定，以改善射出成品的品質。在模流分析中，眾所周知六面體與稜柱體組合的實體網格，在計算精度、收斂性、與應用性上，都具有比四面體網格更佳的品質。然而，此種實體網格較難以建構，因為需要依各區域建構的方式將CAD 模型分解，即使對有經驗的CAE 工程師而言，此一步驟費時又費工。特徵辨識在學術上研究已有多年，一些商用型CAD 系統均已有特徵辨識的功能，也有一些研究探討特徵辨識於CAD 模型自動分解與網格化的技術，但是，這些方法在工業應用上仍非很可靠，主要原因為實際CAD 模型相當複雜且多變化。為提供塑膠薄殼件較佳的網格建構，對於薄殼內部主要的幾何特徵，需要進行辨識與分解。薄殼內部的幾何特徵常由多種特徵組合，需要針對不同種類特徵發展辨識與分解技術，對個別特徵應用適當的網格化技術以建立網格。在網格建構中最重要的議題為在模型面上的邊規劃網格點，當某一特徵或區域由模型中分離時，在過渡區域兩側的網格點需要一致，以便所有網格都可正確連接。有時在過渡區域的網格點需要進行漸層分佈，以確保所有網格都可順利連接。因此，需要同時考慮特徵辨識與特徵分離的規劃，並且也需要計算各區域網格化所需的資料。本計畫的目的乃針對塑膠射出薄殼件常見的幾何特徵，包括肋、管、柱、軸套、凸起物、模型本體等，發展特徵辨識與特徵分離的技術，並且分析與計算這些特徵之幾何與拓普資料。所有分解的特徵採用混合六面體與稜柱體的方式建構網格。當某一特徵分解時，也需計算該特徵與模型本體交界處資料，提供模型本體網格化時使用。本研究展的方法可分成以下四部分:第一、特徵辨識方法的發展:將著重於肋、管、柱、軸套、凸起物、模型本體的辨識，也將規劃與計算各類特徵所需記錄的資料。第二、特徵分解前處理:將著重於各類特徵分解之切割面規劃與計算，也將計算所有切割面的資料。第三、特徵分解技術發展:將著重於每一類特徵由CAD 模型中分解的技術發展，也將計算各特徵與模型本體交接處資料。最後，實體網格生成:本研究分析獲得的特徵資料以B-rep 模型儲存，輸出至Moldex3D 建構實體網格，此一步驟主要用於驗證本研究所發展特徵辨識與特徵分解應用於實際CAD 模型的實用性。