在计算机的应用还不是十分广泛的年代，他就把目标锁定在研究开发一个可以真正应用于工业的注塑分析计算机软件。他相信这将引起传统工业技术的变革。当然，他也很清楚做这件事的困难和风险。他明白，如果不能全时间心无旁骛地投入，梦想就不可能在自己手上变成现实。(图7)

图7: Moldflow 创始人Colin Austin先生

上世纪70年代中期，世界上第一台个人电子计算机刚刚出现，其价格在澳大利亚相当于当时一座住宅平均价格的三分之一。Colin Austin抵押自家的住宅，贷款购买了一台昂贵的个人计算机。并且辞去RMIT大学的教职，走出了象牙塔，把全部时间和精力投入到这项风险极高的计划之中。多年后Colin在一篇回忆往事的文章里感叹说：“如果说，世上有什么比当一个发明家更苦恼的，那就是当一个发明家的妻子。”想象得到，Colin抵押房产、辞去工作的举动让他的妻子多么担惊受怕，他们面对的不是什么“不发表，则作废”的问题，而是“不成功，则倾家”的危机了。

但他终于完成了世界上第一个注塑分析软件，给它命名为Moldflow。

在Moldflow诞生的年代，有限差分法是计算流体力学中占主导地位的数值方法。但差分法是借助直线正交网格对偏微分方程进行离散，用于复杂的几何外形时一般需要做坐标变换，将物理空间上的曲线形网格变换为计算空间的直线正交网格。变换后的方程通常比原方程更复杂，而且对不同外形需要做不同的变换。这些局限性使它不便于编制通用的模流分析的计算程序。但是一维的有限差分可以用于厚度方向上的温度分析和冷凝层的计算。

还有一种方法是边界元法，它适用各种复杂的几何外形，而且还有不需要内部单元的优点。可惜用这个方法求解非线性问题比较困难，因此只在金属模具的冷却分析中得到应用。金属模具的冷却分析是注塑分析中一个重要的环节，它为模流分析提供温度边界条件。

前景最被看好的是有限元法，其优点之一正是其非规则网格的灵活性。它是上世纪50年代从固体力学中发展起来的数值方法。上世纪60年代末期开始应用于牛顿流体动力学。流体力学计算与固体力学计算的主要区别在于非定常项和对流项的处理。高分子熔体属于非牛顿流体，然而非牛顿流体的有限元法研究进展得更加缓慢，运行速度和收敛性都是当时困惑人们的问题。所以，虽然几年后有限元法成为Moldflow软件采用的最重要的计算方法，但在最初的Moldflow版本中并没有使用有限元法。

鉴于注塑制品绝大多数是薄壁结构，最初的Moldflow采用了一个称为展平法(layflat method)的简单技巧。首先把一个三维的薄壁结构展开成平面(可以想象把一个纸盒剪开铺平的情形)，并将充模流动分解成若干“流径”(flow path)，然后在各个流径上进行非定常流动分析。各个流径的流动阻力取决于流道几何形状和材料的黏度。由于黏度对形变率和温度的依赖性以及各流径之间的耦合关系，计算过程必须多次迭代。所以，这个方法也称为耦合流径法(coupled-flow-path method)。这个方法首次解决了复杂几何形状的模流分析问题，但也失之过分粗糙。在Moldflow稍后的版本中，它已经被更精确的方法所取代。作为历史性资料，图8可以提示一些这个已过时的方法的思路。

图8：The layflat method

一个新技术，必须被市场和社会接受以后，才能成为创新。新技术被接受取决于很多因素，其中最重要的是看它能不能解决实践问题。为了让世界了解和接受Moldflow软件，Colin开始了说服世界之旅，亲自到几个工业比较发达的国家去举办技术报告会，其中使他最难忘的是在日本Osaka的经历。在这之前他已经去过欧洲各国和美国，每场报告都引发大量的提问和热烈的讨论。可是在日本，报告会自始至终，全场听众鸦雀无声，这让Colin感到颇为失望。当他收拾东西准备离开会场时，抬起头来却发现，在讲台前，日本人排了一个长队，等待著和他交谈或提问。在这队列中，有几位Hitachi的工程师，他们要求“试试”Colin的软件。他们给了Colin一些输入数据，Colin用这些数据现场为他们做了计算，把结果交给他们。Colin原以为这几位听众的目的就是看看他的现场演示，过后也就没再多想。没料到第二天上午，这几位工程师到宾馆去向他祝贺成功。说他们昨晚做了实际注塑试验，测量结果和计算结果的吻合令人非常满意。

几次类似的成功说服了世界。于是，Moldflow有了市场需求。1978年，以Moldflow命名的研究开发(R&D)公司在澳大利亚墨尔本成立。公司在全球招聘人才，继续对这个软件产品进行改进和开拓新的功能。

Colin Austin说过，创新有两个要素，一是知识和新概念，二是有待解决的问题。有些人不能创新，不是因为缺乏知识和新概念，而是因为不善于发现需要解决的问题。成为公司老板以后，他不再亲自一行行地编制程序了。他所做的是不断提出新概念和发现需要解决的新问题，制定新的研发方向。这些并非关着门想出来的，而是来自他对科技新成果的密切关注，也来自他与用户的鱼水关系。

Colin还有一个重要贡献，就是他很早就提出建立数据库的重要性。为此，他在Moldflow公司建立了实验室，实验室里有不同类型的注塑机和各种先进的实验仪器例如流变仪、PVT测量仪、DSC、以及测量模制品收缩的设备等等，还有世界各地的材料供应商提供的数以千计的各种品牌的工业实用材料。实验结果为Moldflow数据库提供了丰富的数据。这些数据的主要用途有二：一是为软件中用到的数学模型提供所需的材料参数，二是用于验证计算结果(validation)。

时间在推移，Moldflow不可能永远只此一家、别无分店。竞争对手来了。

六、K.K. Wang和C-Mold

上世纪70年代。当澳大利亚墨尔本的Colin Austin在苦思冥想如何解决注塑难题的时后，在美国东北部一座叫做Ithaca的美丽的小城里，也有一个人在思考着和同样的问题。这人就是康奈尔大学教授、美国科学院与美国工程院两院院士院士K.K.Wang(中文名王国金，有些资料上写作王国钦)。他领导了一个称为CIMP的科研计划。CIMP的全称是Cornell Injection Molding Program，即康奈尔注塑研究计划。

在王国金教授领导的CIMP团队里，还有一个美国两院院士，叫做沈申甫(S.F. Shen)。沈教授从1974到1988年在CIMP工作了14年。1980年他和CIMP的同事Hieber博士在非牛顿流体力学杂志上发表了一篇用有限元法和有限差分法模拟非牛顿流体充模流动的文章，是这个领域里最有影响力的文献之一。

1986年，王国金教授和他的学生王文伟(V.W. Wang)博士成立了AC-Technology 公司，后来改名C-Mold。C-Mold公司成立的目的是把CIMP的研究成果商品化。C-Mold的商品软件，成了国际市场上知名度和销售量仅次于Moldflow的注塑CAE软件。图9是王国金教授在1991年C-Mold用户会议上的留影。

图9：王国金教授(前右3)在1991年C-Mold用户会议上的留影。

与此同时，在上世纪80年代结束之前，还有下面几个公司也研发了自己的注塑CAE软件： 

高科技软件产品之间，除了竞争，也有合作。例如SDRC在1985年推出的模具冷却分析软件POLYCOOL2.1，和Moldflow有接口，可以读入Moldflow模流分析得到的温度分布的结果。无论是竞争还是合作，都促进了技术的进步，当然也难免引发一些纠纷。未完待续。