CAE，全稱(chēng)是Computer Aided Engineering，計(jì)算機(jī)輔助工程，指用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工況、分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能，以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等的軟件技術(shù)。運(yùn)用CAE技術(shù)，可以減少開(kāi)模，規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，縮短包裝設(shè)計(jì)周期，優(yōu)化產(chǎn)品包裝結(jié)構(gòu)，解決具體問(wèn)題。
** 文章里采用的圖片都是已經(jīng)上市產(chǎn)品！！**
在包裝設(shè)計(jì)中，CAE通常會(huì)運(yùn)用在以下幾個(gè)方面，我們來(lái)一一給大家解釋。
l 吹塑（包括EBM/ISBM）
l 頂壓（Top Load）
l 跌落（Drop Test）
l 擠壓（Squeezing Capability）
l 運(yùn)輸模擬（Transportation）
l 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)（Design Check）
l 模流分析（Mold Flow Analysis）
l 拓?fù)鋬?yōu)化（Topology optimization）
l 具體問(wèn)題（Trouble shooting）
l 總結(jié)（Conclusion）
一. 吹塑（EBM/ISBM ) & 頂壓 （Top load）
吹塑CAE的一般做法是，通過(guò)CAD模型，建立吹塑CAE模型。然后根據(jù)瓶身設(shè)計(jì)，大致調(diào)整Parison厚度分布，進(jìn)行吹塑的模型運(yùn)算，得到瓶身的厚度云圖。然后將此厚度云圖進(jìn)行頂壓分析，如果頂壓高于實(shí)驗(yàn)要求，例如大于175N，則可以減薄Parison的厚度或者調(diào)整厚度分布（例如減少底部的厚度，增加肩部的厚度），再次進(jìn)行運(yùn)算。
通過(guò)吹塑的CAE分析，工程師可以得到以下幾個(gè)數(shù)據(jù)：
最優(yōu)壁厚分布下的產(chǎn)品下限克重
最優(yōu)壁厚分布的Parison厚度云圖，用作指導(dǎo)生產(chǎn)
產(chǎn)品的壁厚分布云圖
圖為瓶子的CAD模型以及根據(jù)模型制作的模具
通過(guò)頂壓的CAE分析，工程師可以得到以下幾個(gè)數(shù)據(jù)：
頂壓時(shí)產(chǎn)品的變形
頂壓的力-距離分布曲線(xiàn)
需要改進(jìn)或者加強(qiáng)的地方（例如增加Rib，提高抗壓的同時(shí)可以相應(yīng)減少克重）
圖為仿真模擬在22g（優(yōu)化Parison后）的時(shí)候，瓶子的壁厚分布（紅色2mm,藍(lán)色0.4mm左右）
圖為頂壓仿真模擬顯示22g瓶子的變形和受力點(diǎn)
實(shí)際測(cè)試（上）和CAE分析的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)比較
二. 跌落 （Drop Test )
跌落模擬，可以提前預(yù)知設(shè)計(jì)在某厚度分布時(shí)，在跌落中產(chǎn)生的形變，用作指導(dǎo)Parison以及其厚度的設(shè)計(jì)。
圖為農(nóng)夫山泉獲獎(jiǎng)設(shè)計(jì)的真實(shí)跌落（左）與跌落模擬結(jié)果（右）
三. 擠壓 (Sequeeze Capability )
在日化產(chǎn)品中，一般會(huì)進(jìn)行擠壓測(cè)試，即模擬消費(fèi)者在使用該產(chǎn)品時(shí)，使用多少牛頓的力或者擠壓多少距離的時(shí)候，得到相應(yīng)的多少產(chǎn)品。又或者是，在產(chǎn)品余剩不多，消費(fèi)者擠壓的時(shí)候，瓶子是否會(huì)產(chǎn)生塑形形變。
四.運(yùn)輸模擬（Transportation Test)
模擬運(yùn)輸可以模擬產(chǎn)品在托盤(pán)上遇到特殊情況時(shí)的表現(xiàn)。
圖為模擬托盤(pán)單邊跌落
圖為模擬托盤(pán)沖撞
五. 模流分析 （Mold Flow Analysis)
日化產(chǎn)品的蓋子等注塑件一直是風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，通過(guò)模流分析，工程師可以提前知道風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，包括：Weld line, 翹曲，縮水，內(nèi)應(yīng)力，Cycle time等。
圖為運(yùn)用模流分析模擬自動(dòng)洗手液產(chǎn)品的注塑過(guò)程以及分析風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)
