感應加熱模擬指南

從模擬感應加熱所獲得的結果主要取決於您小心審慎地設置分析。

• 如果使用 Autodesk Moldflow Insight 模擬感應加熱，您將需要指定模具材料給整個模具，因為感應解法的精確度取決於模具的相對導磁率和電阻率。您還需要指定熱傳導係數、密度和比熱。只有特定模具材料可用於感應加熱，以充分發揮此技術的優勢；一般模具材料並非高磁性，所以在感應加熱應用中不會很有效率。
• 精準地塑型整個模具 (包括感應線圈) 的精確幾何圖形，以便在零件表面上取得最佳感應加熱。感應加熱依賴整個模具的幾何圖形，以及在不同磁性性質的模具中策略性放置的嵌入件。感應加熱模具通常具有鎳基嵌入件與這個零件接觸，以增強表層效應。如果模具幾何圖形和材料選擇可以精準完成，感應加熱模具就可能非常有效。

• 感應加熱完全依賴表層效應，進而取決於模具中的材料性質以及模具中的交流電流頻率。您應該先計算模具中所有本體的表層效應厚度，然後再建立網格。網格大小應至少設定為每個要建立網格之嵌入件或本體的表層厚度。將增強圖層放入嵌入件，使元素高度至少為表層厚度的三分之一。只要遵循這些規則，則應該會完整抓取表層厚度中產生的熱，進而產生非常精確的解法。

• 由於表層效應，感應加熱模擬對於網格大小非常敏感。所選頻率與網格大小是互為依存的。如果頻率對於網格大小而言太高，則方程式系統將不再是導致條件不良之矩陣的對角優勢。條件不良的矩陣無法解析，分析將會結束並顯示錯誤。在此情況下，需要使網格更細。較低的頻率有助於矩陣對角優勢，但是這可能不適合模具設計規格。
• 一旦在模擬環境中，請將感應線圈 CAD 本體的性質設定為「感應線圈 (3D 」。此線圈本體上的高電位和低電位端子會設定為邊界條件。在高電位端子上，指定將要套用至端子的來源電流或指定已套用至端子的電壓。在感應線圈 (3D) 本體自身上，設定套用至線圈的交流電流頻率。
• 利用感應加熱，電流強度會指定加熱模具所要使用的功率量；頻率越高，表層深度越薄。這表示頻率較高時，更薄的表層深度會更快地加熱，且溫度會高於本體的其餘部位。較低的頻率可確保較厚的表層深度區域會較慢地加熱，且溫度比頻率較高時低。如果在設計階段正確套用，這個現象對於快速加熱與冷卻應用會非常有用。模具接觸零件的較薄區域可以設為加熱目標，這樣可以讓整體模具在整個射出成型週期均維持極低溫，並縮短製程的冷卻階段。
• 在定義線圈、設定邊界條件和頻率，且針對模具建立正確網格大小後，即可開始分析。求解器會在啟動「冷卻」分析時求解馬克士威方程式，並計算焦耳加熱，然後將其儲存在記憶體中。在求解馬克士威方程式之後，會執行一般冷卻 (FEM) 分析。當加熱器在模擬中開啟時，先前計算的焦耳熱會做為來源項套用。當加熱器關閉時，分析會忽略來源項。