Ansys2025全球仿真大会：基于LS-DYNA的手机点擦胶全工艺链路仿真分析

基于LS-DYNA的手机点擦胶全工艺链路仿真分析耿铭章/北京小米移动软件有限公司©yyyyANSYS,

Inc.背景机理使用擦胶工艺的曲面屏手机l

背景介绍近年来，随着智能手机工业设计的不断进步，曲面屏手机逐渐从高端旗舰逐步下探至中高端市场，成为许多品牌差异化竞争的重要手段。

曲面屏不仅带来了更具沉浸感的视觉体验，也提升了整机的科技感与辨识度。

在高端市场中，曲面屏机型的占比已超过30%。

但是受零件加工公差和组装公差的影响，曲面屏手机的组装也面临屏幕和中框缝隙大的挑战，为了保证手机的外观精致度，点擦胶工艺广泛应用于曲面屏手机中，可以手机屏幕缝隙被完美填充，具有更好的一体观感和手感。l

手机点擦胶工艺介绍u点胶工艺：是手机组装中的重点工艺，通过点胶装备将热熔胶加热至熔融状态后点至手机中框表面，形成一定高宽比的连续胶线；u组屏压胶工艺：手机中框点胶后需要进行屏幕组装，组屏装备吸取屏幕对位后放置在中框上，同时将热

熔胶压开后挤出缝隙，保证胶水和粘接面的充分润湿；u擦胶工艺：使用专用擦胶装备将缝隙残留热熔胶擦除，保证缝隙处被胶水充分填充，且胶面光滑。

上料手机中框点胶屏幕组装（压胶）擦胶整机组装l

业务痛点点擦胶工艺受手机屏幕和中框曲面弧度结构、

胶水固化特性和工艺参数的影响，擦胶过程中常常面临三大典型问题，分别是胶线孔洞断胶、

胶线不光滑和残胶。

上述问题不仅对外观一致性和组装良率构成挑战，也增加了返工与品控成本，是当前高端手机制造中迫切需要解决的擦胶工艺痛点。胶线不光滑：表现为胶

线表面粗糙，有明显擦

拭痕迹或局部凹凸不平。夹胶溢胶：屏幕组装

后胶水挤出量过多导

致缝隙夹胶或者向屏

幕侧内溢。胶线孔洞断胶：擦胶

后局部缝隙未被胶水

覆盖或被误擦，形成

空隙或断层，残胶：表现为中框

和屏幕上有热熔胶

残留未擦拭干净。n

求解Navier-Stokes方程•

动量方程•

连续性方程•2nd

order

GRIPC压力修正算法l

LS-DYNAISPG技术原理ISPG法（不可压缩光滑粒子伽辽金法）是一种隐式拉格朗日粒子方法，求解不可压缩Navier-Stokes方程，特别适合强表面张力、

接触角效应和自由表面流动问题（如焊料回流、

胶粘剂流动）。n

网格重构Nodes-cloudbased

meshingn

表面张力&壁面粘附力使得液滴与结构的界面处于平衡位置流体的融合效果l

LS-DYNAISPG技术应用ISPG方法目前主要应用在SMT焊锡仿真和胶水流动仿真等场景中。回流焊过程焊锡仿真锡膏印刷仿真点胶仿真

仿真l

技术路线-为什么选择LS-DYNAISPG方法？n

仿真技术需求：软件运动边界条•前后仿真数据的高效传递

件定义•

支持胶水材料本构定义

流固耦合分析实现点胶到擦胶的全工艺链路仿真•

支持复杂结构的建模和高效网格划分

仿真建模•支持复杂的运动定义（针对擦胶）仿真软件对比分析LS-DYNA

FLuent

Abaqus需要六面体单元，空气域与流体域共节点建模，较复杂胶水材料使用状态方程定义，无直接可用的流体材料本构模型支持常用的流体材料本构模型，复杂的本构需要定制支持常用的流体材料本构模型，复杂的材料本构可单独嵌入建模效率高，支持复杂结构的快速建模与网格划分支持进行热、结构与流体力学多物理场耦合分析仿真建模与前处理复杂，需要考虑流体域和空气域材料本构支持全工艺链路通过workbench传递网格数据通过workbench传递网格数据支持擦胶过程复杂运动定义不支持双向流固耦合不支持双向流固耦合支持擦胶过程复杂运动定义使用动网格，不支持擦胶过程复杂运动•支持双向流固耦合分析数据传递复杂l

技术实现思路使用LS-DYNA完成从点胶到擦胶的仿真，在workbench平台中进行前后仿真数据的传递。

经过材料测试确认胶水参数，然后完成手机屏幕和中框的建模，依次进行点胶、

压胶和擦胶仿真，前一工艺仿真结果作为后段仿真输入。点胶仿真组屏压胶仿真擦胶仿真

胶水与擦胶机构界面参数输入

擦胶过程仿真

保存擦胶仿真动画和擦胶后

的胶水形态热熔胶材料参数测试中框建模胶水材料参数输入胶水与中框界面参数输入导出点胶仿真后的网格数据对屏幕施加边界条件仿真组屏压胶过程对屏幕施加强制位移或者压力模拟组屏压胶过程擦胶机构建模与压胶仿真结果合入屏幕建模与点胶仿真结果合入导出压胶后的仿真结果网格worbenchworbench案例实践l

Step1：仿真建模点胶到擦胶的仿真建模包括屏幕、

中框和擦胶机构，胶水的模型通过点胶仿真计算得出，并在后续仿真中进行网格模型数据传递。屏幕点胶仿真后提取的胶水网格手机中框

擦胶滚轮

擦胶布擦胶装备运动机构擦胶滚轮转动速度擦胶布与擦胶滚轮接触擦胶滚轮转动速度胶水与擦胶机构接触耦合参数擦胶相对运动速度l

Step2：仿真参数输入屏幕组装的下压位移或者下压力

胶水与中框和屏幕接触耦合参数l

Step3：仿真结果点胶仿真

结论：点胶仿真与擦胶仿真结果与实际工艺验证效果定性一致，压胶仿真仿测一致性80%+压胶仿真擦胶仿真完整模型仿真简化模型仿真仿真结果切片结果效果评价

价值评价

待提升方向

点擦胶仿真方法在工艺研究过程的应用可提升手机制造风险识别能力；

通过仿真取代实物验证，指导设计优化及工艺参数设定。

单一流体模型不支持MPP多核并行计算，导致擦胶仿真计算效率低，预计下一版本才能支持。

LS-DYNA的ISPG方法配合workbench平台可以完成点胶到擦胶的全工艺流程仿真分析；

LS-DYNA可以配合行业内常用的前处理软件完成网格划分和模型数据的导入，建模效率较高；

该仿真方法不但适用于本案例介绍的手机点擦胶工艺，也可以推广至导热凝胶、

底填胶等多种点胶工艺场景。