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注塑分析软件史话(五)

已有 5217 次阅读 2012-6-12 16:34 |个人分类:学海泛舟|系统分类:科普集锦

 八、竞争的结束和继续

 

2000年4月13日(美东时间),当时世界上最大的两家注塑分析软件研发公司Moldflow和C-Mold同时发布了一个消息:Moldflow收购了C-Mold。

无心之中促成了这件事的是一位工程技术人员,我们就称他为A博士吧。A君1979年在前苏联获得应用数学和力学硕士学位,1982年获得前苏联流体力学以及气体和等离子体动力学博士学位。曾在前苏联科学院以及意大利和美国的一些大学和研究中 心从事研究工作。他在1996年受聘于Moldflow,参与三维模流分析技术的研究和开发。

工作了两年以后,A博士辞去了工作。不久后,有人在C-Mold网站上发现,他在C-Mold担任三维模流分析研发项目的领头人。此事惊动了Moldflow的上层,因为A博士了解Moldflow同类技术的细节,意味着本公司的“工业机密”已被竞争对手获得。

Moldflow公司迅速采取法律行动,将C-Mold公司告上美国法庭,指控对方利用原告方的“工业机密”来达到竞争的目的。C-Mold则反诉Moldflow试图“垄断”。这种官司打起来,有如武侠小说中两大高手比拼内功,双方头顶上冒白烟,消耗的是体内的真气。而笑不合嘴的则是双方的律师团,大把银子入库。官司持续了近两年,终于出现了我们开头所说的结果。

Moldflow收购了C-Mold以后,留下了C-Mold几乎全部技术力量,并立即着手把C-MOLD软件融合到Moldflow的软件产品中,称为Synergy计划。2001年推出了融合后的软件版本Moldflow Plastics Insight 3.0 (MPI 3.0)。这是一项艰难的工作。单从产品的质量上说,MPI 3.0有很多需要修正和改进之处,但它为日后的继续改进和发展提供了一个框架。2008年Moldflow公司被计算机辅助设计(CAD)软件公司Autodesk收购,结束了它作为一个独立公司的历史,而Moldflow软件在新的环境中继续更新和发展。

在Moldflow和C-Mold龙争虎斗之时,那些悄悄兴起的小公司在做什么呢?它们在采用什么策略面对Moldflow和C-Mold以及后来的“Moldflow+C-Mold”这样强大的对手呢?

伊索寓言有一则青蛙和牛比大的故事,故事中的青蛙鼓胀了肚皮也赢不了。钱钟书先生给青蛙提了个建议,说你不应该和牛比胖大,你应该和牛比娇小。

避开对方的强项,发展自己的特色,这是竞争中弱小的一方应该考虑的策略。Timon,Transvalor和Core Tech这三家公司,便是采用这样的策略的例子。

尽管2.5D技术是模流分析的主流技术,但小公司要在这方面和Moldflow及C-Mold争锋,尤其是与兼并了C-Mold之后的Moldflow争锋,是很难有胜算的。所以,Timon,Transvalor和Core Tech把发展方向径直瞄准了三维分析。因为在这个方面,它们有捷足先登的机会,或至少可以与对手在从同一起跑线上比试高低。同是三维分析,它们还可以施展些与众不同的招数。

Timon公司在1996年就推出了3D-Timon软件。枪在Moldflow的三维分析软件之先。3D-Timon软件用渗流的Darcy定律来近似描述三维充模流动,在理论上是不严格的,但很节省内存和计算时间。2003年,3D-Timon开发了模拟双折射率的模块,成为世界上第一个可以预测模塑制品的光学性能的商品软件。

Transvalor是一家法国公司,上世纪90年代末期该公司将CEMEF大学的研究成果商品化,推出名叫Rem3D的三维有限元注塑分析软件。该软件使用Level Set 技术来追踪流动前沿,并采用全自动自适应四面体网格划分(fully automatic adaptive tetrahedral meshing)技术自动细化需要高精度计算的区域的网格。这是一个技术水平较高的软件。

Core Tech的产品Moldex3D起源于台湾清华大学化学工程系的张荣语(R.Y. Chang)教授和他的合作者的工作。虽然推出得略晚一些(2001年),但没有穿上别人的鞋走路。该软件没有效法其它已有的软件选用有限元法,而是选用有限体积法,并允许混合不同形状的单元(图13),比方说,可以将多层楔形单元或砖形单元安排在靠近壁面的区域,而在中心层使用比较大的四面体单元。这样,在热传导计算中可以提高厚度方向上温度梯度的计算精度,同时减小计算代价。Moldex3D也正在积极地开拓国际市场。

图13:Moldex3D欧洲不同形状的单元

 

也许我们还应该提到一些高等院校,它们也研究和开发自己的注模分析软件,例如Technical University of Eindhoven(荷兰)、McGill University(加拿大) 以及华中科技大学。它们提供了将研究成果商品化的另一种模式。

 

(九)结束语

 

最近在和前同事Peter Kennedy合写一点与注塑分析有关的东西,讨论中闲聊到一些圈子里的历史掌故。这段“历史”并不长,其中还有些是亲见亲闻的,因此便想要把它用文字记录下来。这便是写此文的初衷。

古人说,学然后知不足。做研究也是“学”。科学研究让我们知道了很多,其中最重要的,是让我们更清晰地知道自己不知道什么。即使我们局限在一个范围非常狭小的领域,也是如此。每当回顾注塑分析软件发展的历史时,让我惊讶的,不是我们已经解决了多少问题,而是随着一些问题的解决,需要进一步探索和解决的问题更多了。在拙著(博主与Roger Tanner和X.-J. Fan合著的)“Injection Molding: Integration of Theory and Modeling Methods”的结尾,有这样一段话:

We believe that further investigations remain to be done; improvements in the material descriptions (including commercially feasible methods of material characterization) are needed and, to a lesser extent perhaps, improvements in computational methods (including meshless methods) would be welcome.A longer goal that needs to be worked towards is the quantitative prediction of material structure and properties after molding. Whilst some progress has been made towards this end, we believe that many interesting problems and investigations lie ahead.  

这里,我们把需要进一步研究的问题归结为三个方面。首先,我们需要有更好的理论(包括更先进而且实用的材料表征技术)来描述材料的特性。例如,对注塑分析来说,在非等温流动过程中材料固化的机理及其定量描述,目前还欠缺统一的理论。其次,数值计算方法尚有待发展。除了有限元、有限体积和有限差分这些传统的网格方法外,还包括近年来有人在研究的无网格法。第三,注塑产品在使用中表现的机械强度和热学性能等,是由在注塑加工中形成的材料内部结构决定的。预测注塑后的材料内部微观结构和材料性能,是未来注塑分析的一个目标。

这篇“史话”到了该结束的时候了,但创新者们还在用自己的聪明、才智和胆略创造着新的史话,那是不会结束的。从这个意义上说,任何结束语都是一段开场白。 

 



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