2018年10月29日 星期一

使用3DCS進行風扇偏心量評估及改善


風扇設計是電腦產品經常使用的元件。一個有強制對流的散熱的產品,必然有風扇,有風扇有時就伴隨振動及噪音問題。
我們由2個地方來著手來解決這個問題:第一個是振源,第二個是結構。結構不在今天討論的範圍,我們就來直接解決振源。

  • 組裝後的偏心量是振動發生的主要原因


振源的問題亦來自2個地方,第一個來自振源的結構產生的共振(這個問題就用LS-DYNA來分析,不在今天討論的範圍),第二個就是振源的偏心量。
大部份的振動來自於簡諧振動,簡諧振動在旋轉機械大部份來自於產品的組裝偏心。偏心量愈大,振動就愈大。這是一個"頭痛醫腳"但是卻很有效的方法。

各位要明瞭一個事實:每個量產產品,都有尺寸誤差的問題,當所有產品組裝起來,中間偏心的問題就出來,大家都說自己的產品很精密,但精密到什麼程度又說不出來。

這問題很簡單,用3DCS就可以找到答案。因為,這個偏心量不是供應商造成,是設計者造成的。以上面的案例,我們要瞭解在設計階段,瞭解這個風扇的偏心量,是有很大的挑戰的…..
  • 第一步:確認每一個零件設計公差.


首先,要先明瞭您自己設計的公差允許量,我們假設,只有進設計者的公差設計範圍,才能進入製造程序,並且,模具廠提供的成品,就是符合您的設計標準。
現在設計者最大的挑戰是:您怎麼知道您的公差設計是對的?您標了正負0.1mm,模具廠照著您的方式做,為什麼組起來還是有問題?
我相信大部份的設計者都不知道這個答案,都是等到拿到東西,組組看,才知道有沒有問題;產量少時(T1/T2)時還看不出來,有時要等到量產時出問題時才知道。
我們的第一個任務,就是要確認您每一個定義的公差都是對的,但還要經過以下步驟。

  • 第二步:確認組裝的順序與流程
很多人問我們,組裝的順序與流程會不會影響到公差分析的結果?為什麼自己做的公差分析看不到?
答案很簡單:(1)當然會(2)因為您用的方法不夠好.
一般現在大家想到公差分析就想到EXCEL,從網路到工研院開的課就是用EXCEL做出的。這並不是不對,它就是一個一維度的公差堆疊分析。當我們產品設計變異是2個維度以上,至少就產生2個方向變異;很多變異發生的先後順序不一樣,束制條件不一樣,就會產生不同的結果。
這個講起來不一定每一個人都能瞭解,您使用3DCS後就很容易看到結果,有一些設計的確會造成公差累積的差異。

(以下待續)
  • 第三步:進行組裝變異分析
  • 第四步:問題確認及要因分析