接上周連載2~~~~~~

六. 設計檢驗 (Design Check )

當一個產品的設計接近定型的時候，可以運用CAE去模擬他在生產、灌裝、跑線、運輸等工況下的表現，去驗證該設計的可靠性，提早發現風險點，并對其進行微改，節省大量的測試時間和環節，提高項目組對設計的分析能力。

 

以上兩圖為瓶子在模擬line trial時的受力情況分析

七. 拓撲優化 (Topology Optimization ) 

拓撲優化是仿真模擬反推設計的一種技術，該技術運用在汽車以及建筑行業較多，通俗點來說，就是如何在結構強度基本不變的情況下，減少材料的使用量。例如一塊豎立的鋼板，把它中間挖若干個蜂窩煤狀的洞，并不會減少他的結構強度，但是卻可以節省大量的重量。

在日化產品設計中，我們可以運用拓撲優化，去尋找一個部件的主要承力點，然后剔除不受力的部分，得到一個結構強度相近，但是卻更簡潔、更高效、更環保的設計。

 

 

以上三圖為運用拓撲優化，找出AXE除汗劑蓋子的最優最環保設計方案

八. 具體問題 (Trouble Shooting )

CAE可以幫助項目組發現并解決包材的一系列問題。例如如下的例子，消費者對某款沙拉醬的瓶子設計表示投訴，認為在擠壓的時候非常容易讓該產品產生塑性變形。項目組決定改進該設計，加入加強筋。

但是問題是，加入多少加強筋可以達到消費者即使擠壓80%的厚度，瓶身仍然保持彈性？這時候CAE就可以對設計師提出的不同方案進行分析，結合項目組對該產品的要求，提出改進意見，以及改進后的設計會提高多少的效果。

從前我們的做法是，改進設計，然后開模（改模具），然后打樣，測試。這樣需要至少2-4周的時間，而且如果改進了的設計沒有達到要求，需要再一次打進。CAE的話，只需幾天時間建立模型，然后進行運算得出結論，就算有新的設計，只需要替換一下CAD文件即可，無需再次花費時間打樣測試。

 

 

以上三圖為若干次擠壓下加強筋對瓶身的保護情況

九. 總結

CAE是一套實踐能力很強的工具，他可以極大的減少產品設計的不確定性，提高設計效率、提升設計水平、規避產品風險、優化結構參數。大量運用CAE技術的公司，例如聯合利華、可口可樂等企業，他們的包裝設計總是可以讓人覺得用起來舒服并且環保，同時兼備適應全球消費者使用的能力，這個與CAE全程參與其中設計不無關系。

同時CAE也是一套非常靈活的工具，一次建立好模型，如果有新的設計，只需要替換其中的模型就好，其他設定的參數均不會變化，所以可以極其快速的對新設計進行相關的設計驗證。而遇到具體問題具體分析的時候，CAE也可以在有限的參數設置下，對不同的設計進行apple to apple的比較，在若干的設計選擇中，找出最優的那一款。

由于文章篇幅有限，以上的內容均是比較淺顯的介紹CAE仿真模擬在包裝開發中的作用。CAE在行業內并沒有廣泛為人所知，我希望可以借助這篇文章，讓各位工程師可以在進行產品開發的時候，運用到CAE這套工具，去更快更精確更環保地開發出合格的消費者喜聞樂見的優秀產品。