更多電子報

 

應用 FLOW-3D 於塑膠瓶充填設計

 

作者:

John McKibben ,Technology Section Head,Family Care Modeling & Simulation,

Procter and Gamble ,Cincinnati , Ohio ,P&G

P&G 是全球最大的消費日用品公司之一, 1837 年由蠟燭製造商 William Procter 和肥皂製造商 James Gamble 創立於美國俄亥俄州的辛辛那提市。 P&G 歷經五次戰亂、三次經濟大恐慌及社會變遷,依然屹立不搖,是消費產品業中的巨人。

P&G 在全球擁有 7,500 名左右的研發人員及 19 個研究中心,並與將近 100 所大學合作,從事技術及產品研發。我們每年持續投入將近一千八百萬美金的研究經費,以滿足消費者對高品質產品的需求。至目前為止, P&G 擁有 27,000 個產品及製造技術專利

 

※問題描述

2005 年開始, P&G 基於環保的要求,以及消費者的習慣,決定縮小液態洗衣精的瓶身設計。 P&G 花了相當多的時間重新設計瓶身,並且進行結構分析,確認瓶身的結構強度足以達到要求。

 

 

瓶身外型

 

現有的充填問題

 

當流體從瓶口進入時,流體會撞擊把手位置,而分成兩個區域充填

研發單位希望得到下列資訊:

  建立一個標準的設計流程(從瓶身外部尺寸確認內部的充填尺寸)

確認流體的充填狀況

重新定義流體性質以及流率

 

FLOW-3D 的物理模型 Air Entrainment ,可以考慮流體的卷氣現象

FLOW-3D 卷氣設定

 

流體含氣量會影響流體的密度,進而影響其流動狀況

FLOW-3D 密度變化設定

 

卷氣模型開啟與否對於充填的影響(相同的進料條件)

FLOW-3D 密度變化設定

 

以實際實驗進行比對

FLOW-3D 密度變化設定

 

※結論
FLOW-3D 內建的卷氣模型能夠精確的預測流體的流動狀況,其分析結果與實驗結果相當一致!
利用模擬,可以在未完成瓶身實際樣品製作前,預測瓶身的充填狀況以及所需之充填時間,對於現場管理以及時間的控制非常 有幫助。
目前在進行新的瓶身設計時,已經將 FLOW-3D 的充填分析納入標準的設計流程。