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浅谈CAE在产品包装设计中的作用【连载2】

 
 
 

CAE,全称是Computer Aided Engineering,计算机辅助工程,指用计算机辅助求解复杂工况、分析产品的结构性能,以及优化产品性能等的软件技术。运用CAE技术,可以减少开模,规避设计风险,缩短包装设计周期,优化产品包装结构,解决具体问题。

 

在包装设计中,CAE通常会运用在以下几个方面,我们来一一给大家解释。

吹塑(包括EBM/ISBM)

顶压(Top Load)

跌落(Drop Test)

挤压(Squeezing Capability, )

运输模拟(Transportation)

设计检验(Design Check)

模流分析(Mold Flow Analysis)

拓扑优化(Topology optimization)

具体问题(Trouble shooting)

总结(Conclusion)

接上周连载2~~~~~~

六. 设计检验 (Design Check )

当一个产品的设计接近定型的时候,可以运用CAE去模拟他在生产、灌装、跑线、运输等工况下的表现,去验证该设计的可靠性,提早发现风险点,并对其进行微改,节省大量的测试时间和环节,提高项目组对设计的分析能力。

以上两图为瓶子在模拟line trial时的受力情况分析

七. 拓扑优化 (Topology Optimization ) 

拓扑优化是仿真模拟反推设计的一种技术,该技术运用在汽车以及建筑行业较多,通俗点来说,就是如何在结构强度基本不变的情况下,减少材料的使用量。例如一块竖立的钢板,把它中间挖若干个蜂窝煤状的洞,并不会减少他的结构强度,但是却可以节省大量的重量。

在日化产品设计中,我们可以运用拓扑优化,去寻找一个部件的主要承力点,然后剔除不受力的部分,得到一个结构强度相近,但是却更简洁、更高效、更环保的设计。

以上三图为运用拓扑优化,找出AXE除汗剂盖子的最优最环保设计方案

八. 具体问题 (Trouble Shooting )

CAE可以帮助项目组发现并解决包材的一系列问题。例如如下的例子,消费者对某款沙拉酱的瓶子设计表示投诉,认为在挤压的时候非常容易让该产品产生塑性变形。项目组决定改进该设计,加入加强筋。

但是问题是,加入多少加强筋可以达到消费者即使挤压80%的厚度,瓶身仍然保持弹性?这时候CAE就可以对设计师提出的不同方案进行分析,结合项目组对该产品的要求,提出改进意见,以及改进后的设计会提高多少的效果。

从前我们的做法是,改进设计,然后开模(改模具),然后打样,测试。这样需要至少2-4周的时间,而且如果改进了的设计没有达到要求,需要再一次打进。CAE的话,只需几天时间建立模型,然后进行运算得出结论,就算有新的设计,只需要替换一下CAD文件即可,无需再次花费时间打样测试。

以上三图为若干次挤压下加强筋对瓶身的保护情况

九. 总结

CAE是一套实践能力很强的工具,他可以极大的减少产品设计的不确定性,提高设计效率、提升设计水平、规避产品风险、优化结构参数。大量运用CAE技术的公司,例如联合利华、可口可乐等企业,他们的包装设计总是可以让人觉得用起来舒服并且环保,同时兼备适应全球消费者使用的能力,这个与CAE全程参与其中设计不无关系。

同时CAE也是一套非常灵活的工具,一次建立好模型,如果有新的设计,只需要替换其中的模型就好,其他设定的参数均不会变化,所以可以极其快速的对新设计进行相关的设计验证。而遇到具体问题具体分析的时候,CAE也可以在有限的参数设置下,对不同的设计进行apple to apple的比较,在若干的设计选择中,找出最优的那一款。

由于文章篇幅有限,以上的内容均是比较浅显的介绍CAE仿真模拟在包装开发中的作用。CAE在行业内并没有广泛为人所知,我希望可以借助这篇文章,让各位工程师可以在进行产品开发的时候,运用到CAE这套工具,去更快更精确更环保地开发出合格的消费者喜闻乐见的优秀产品。



以上内容来源于包装之家。