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技术变革浪潮中,Moldflow 将何去何从?

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Moldflow进入中国市场已经超过二十年,对中国注塑工业的崛起与爆发式发展功不可没,同时期全球十几款模流分析软件逐鹿中原到最后仅Moldflow一骑绝尘,除了其独到的商业策略,最重要的是掌握了技术主动权,一度成为无法撼动的标杆。

然而商业有价,技术无边,前端技术的发展需要大量基础技术的堆积,到了一定程度以后基础技术再也无法支撑前端技术的高速发展,犹如奔腾大河到了入海口,速度必定放缓。这就是很多人感慨Moldflow已经很难感觉出有什么实质性提升的原因。

Moldflow现在面临一个方向性的抉择,是继续在传统注塑工艺领域强化与深入,还是将资源集中于全新功能的开发?似乎Moldflow更倾向于前者,比如RTM工艺仿真上世纪九十年代就作为一个独立模块存在于Moldflow之中,但直到如今依然停留在当时的水平,可以说是鸡肋一般的存在。从各部分功能模块来看,都可以看到Moldflow在技术开发上面临着巨大挑战。

对于前处理功能。尽管做成像Hypermesh 或ANSA那样强大的前处理能力对欧特克来说并不存在很高的技术难度,但由于Moldflow用户群体的特性,如果用简单的操作就能够高效获得较高质量的网格,则更利于大面积推广,但是这种策略对于高端用户来讲并不友好,一来是Moldflow自带的前处理功能实在是不敢恭维,二来是跟第三方前处理软件的联合并不融洽。

对于成型缺陷的模拟。时至今日,Moldflow仍然只能对极少数表面缺陷进行直观显示,而大部分缺陷只有依靠多个参数相互参照并结合大量实际经验才能确认。同时随着消费者对产品审美要求日益剧增,塑料制品的表面将越来越少,而更多的表面会覆盖有高分子薄膜、皮革、木材等其他材料。

传统的那些表面缺陷变得不再重要,而全新的缺陷开始困扰工程师,以前关注的是其他材料对塑料熔体的影响,而现在的大量应用正好相反,Moldflow面对这些新的缺陷束手无策,因为现有算法及材料本构不足以应对这些问题。尺寸稳定性也同理。

对于力学性能,随着轻量化要求的日益提高,纤维增强材料的使用越来越广泛,Moldflow对于纤维长度在零点几毫米至十几毫米的纤维有深入研究,而对于一英寸以上的纤维则完全无解,因为纤维长度超过一定值就不能再将其看成“刚性椭球”,现有的均质化算法将失效,纤维的力学行为不再是细观尺度上的问题,而是成为了一个准宏观问题,但要是把纤维作为宏观材料去分析,总不能把所有纤维用实体网格划出来再用流固耦合来求解吧。


这不仅是Moldflow面临的问题,而是横亘在整个行业面前的大山。

随着LFT-D等工艺的日益普及,几十毫米的纤维用于注塑工艺将十分常见,并且对于复合材料来讲几十毫米的纤维都属于短纤维。当然欧特克对复合材料领域的布局早有准备,Helius PFA用于短切纤维的映射,TruComposites用于连续纤维复材的设计,然而这两个软件并没能像Moldflow那样成为各自领域的No.1,并且对于各种复合材料成型工艺,欧特克似乎已经彻底放弃。

即便在Moldflow擅长并专注的纯注塑领域,也开始遇到麻烦的问题。比如嵌件注塑中的型芯偏移问题,当很多小伙伴看到下面这张图的时候会直呼牛逼。


然而真实情况是悬臂梁在受到流体冲击时会发生来回摆动,进而对流体产生扰动,而流体的扰动又会反过来对悬臂梁产生阻尼作用,这个现象是Moldflow的层流模型无法模拟的,得到的结果也是错的(当然这个结果也不是Moldflow模拟出来的),真要模拟这个过程必须将非牛顿流体的紊流流变学和固体的显示动力学实时耦合进行瞬态分析,但Moldflow肯定不会这么干,因为得不偿失。

Moldflow技术上面临的种种困难很大一个因素是当今的工程问题都涉及到多学科融合,单纯的流变学面对很多问题都捉襟见肘,而集成多学科算法将会使开发难度和开发成本呈几何级数增加,投入产出比成为欧特克不能承受之重。

除了技术开发面临巨大挑战,商业推广虽然形成了强大的系统化模式,但影藏的问题依旧不少。Moldflow潜在用户群体庞大,其中上层用户有自己的技术评价体系,能对一个产品的好坏作出客观判断,产品过硬,较低的推广成本就能成交,产品本身不行,花再多精力也白搭;底层用户普遍缺乏版权概念,也无力承担高昂的软件费用及应用成本;而中端用户不仅规模大,且具有很强的可塑性,技术和商业推广合理配合可以有很大的施展空间,所以中端市场向来是欧特克及各家经销商的必争之地。

其中打盗版是最为简单粗暴且成本低廉的方式,曾经被个别经销商玩转的炉火纯青,但随着这个套路逐渐被人熟知,越来越不好掌控,一不小心就玩火自焚,所以现在的推广都会将技术作为铺垫循序渐进的推进,比如大部分经销商都会不定期的到各地举办一些短期的技术培训或研讨会,这种半公益半商业的活动很容易形成一种双赢局面,具有很好的可持续性,且对整个行业的技术提升有潜移默化的作用。在汽车行业还有一种独特的方式,就是主机厂组织其供应商进行培训或考核,这种方式具有很强的号召力和针对性,效果也不错。

金银铜牌考试为全球Moldflow从业者的技术能力提供了一个直观的分级。铜牌是对基础知识的考验,相当于一个入门考试,同时是获得更高等级的必要步骤,名额完全放开,目前基本上已经演变为一种商业行为;银牌考试则对参考人员的技术深度和广度提出了较高要求,能拿到银牌就意味着能够独当一面;而金牌不仅对技术有更高的要求,还对名额有严格限制,这就人为制造了稀缺性,这种策略对维持整个制度的生态平衡有很好作用。

但是这个制度有两个缺陷,第一,考核基于Moldflow这个特定的软件,除了基本的流变学及实际问题的解决,还有一部分内容是关于软件本身的操作和原理,这就使得这个制度失去了普适性,且它的命运将会和Moldflow的兴衰绑定在一起;第二,出题、考核、阅卷均由欧特克一手掌握,由于缺乏独立第三方的监督,尽管我们有理由相信欧特克能做到公平公正,但客观性始终是缺失的。

大师赛是Moldflow树立行业标杆的又一成功举措,经过九年的探索与完善,其品牌效应已经深入人心,然而同样存在两个问题,一个是参赛作品质量问题,历届作品同质化现象严重,大部分都是围绕基本的流变学问题,例如2018年大师赛欧特克官方规定以下主题:

  • 产品的轻量化设计、仿真 、制造和验证;

  • 多尺度 、多学科的联合仿真技术;

  • 企业经验/知识的积累和重用的实现方法;

  • 仿真分析技术与实际生产的结合或验证;

  • 物理/化学发泡成型技术;

  • 长玻纤注塑&压缩成型;

  • 随形冷却的最佳化设计和制造;

  • 双色或嵌入成型;

  • 陶瓷/金属粉末注塑成型 。

结果90%的作品都只能归为3、4两个主题,往届情况都差不多,即将举行的第十届也一样,而今年欧特克连主题都不规定了,因为即使规定了主题似乎也起不到作用。

另一个是比赛的严肃性问题,参赛作品中出现的错误不被纠正而更重视现场效果,更要命的是欧特克对于如何保证结果的公平公正并不在乎,而更看重于如何迎合现场多数观众的情绪,比如17年的时候采用专家权重和观众权重的评分模式,尽管这样可以更好的保证结果公正性,但现场观众并不买单,这是欧特克最不想看到的,于是18年改成了全民公投,充分迎合观众喜好,拉票行为肆无忌惮,投票系统存在BUG使得规定每人投三票但实际投一票即可提交,导致一半票数丢失,最终除了冠军众望所归名副其实,其余名次参考意义不大。

那么对于欧特克来讲,是不是应该思考一下如何通过大师赛体现出Moldflow的技术领先性或不可替代性,而不是一味地全民造势走一波流量? 其实Moldflow遇到的问题是所有模流软件所共同遭遇的问题,这些问题可能短期内不会有质的改变,只是每家公司处理问题的方式开始分化,各自扬长避短,打造自己的特色,未来一家独大的局面将不复存在,并且打败Moldflow的很可能不是另外一个模流软件,而是新材料新工艺的崛起,或者是全新的游戏规则的颠覆。

 对于Moldflow及欧特克来讲,现在面临的挑战是前所未有的,同时机遇也是共存的,欧特克想要在工业工程领域继续引领潮流,一方面要继续加大技术开发力度,另一方面也要加强与客户的紧密程度,倾听市场的需求与抱怨。 但不管怎么样,Moldflow带给我们这代技术人的不仅仅是生计,更是一个时代的烙印,愿Moldflow不忘初心,智塑未来。

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作者:沈文杰  仿真秀科普作者
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来源:仿真秀App
复合材料化学汽车ANSAUGMoldflow理论材料多尺度科普游戏
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首次发布时间:2022-08-16
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