05. Szczegółowa charakterystyka MPA, część 1 z 2.

Transkrypt

1 "TOP-TECH" Działalność naukowo badawcza Sp. z o. o. NIP Bydgoszcz, ul. Garbary 2 (Pałac zabytkowy) tel./fax: (052) tel. kom.: , Szczegółowa charakterystyka MPA, część 1 z 2. Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością z siedzibą w Bydgoszczy Sąd Rejonowy w Bydgoszczy; XIII Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego; Numer KRS: Zarząd: Halina Ferens-Budzyńska, Adam Budzyński Kapitał zakładowy: zł

2 Szczegółowa charakterystyka oprogramowania Moldflow Plastics Advisers (MPA), część 1 z 2: 1) Moldflow Plastics Advisers (MPA) - umoŝliwia wykrywanie i usuwanie problemów powstających w formach wtryskowych juŝ w najwcześniejszych etapach wprowadzania wyrobu na rynek. Wspomniane problemy mogą dotyczyć np.: a. Wypełnienia (krótkie strzały). b. Rozpływu tworzywa w gnieździe formującym. c. Linii łączenia strug. d. Zamknięć powietrza. e. Doboru parametrów wtrysku (określenie czasu wtrysku, prędkości wtrysku, temperatury uplastycznienia, ciśnienia wtrysku). f. Doboru gabarytów przewęŝek, kanałów doprowadzających. g. Balansowania geometrii wypraski. h. Balansowania układu doprowadzającego. i. Modelowania układów chłodzących. j. Deformacji. Więcej informacji nt. obszarów stosowania MPA - w dalszej części materiałów. Stała grubość ścianki, wypełnienie niezbalansowane Kontrolowanie zróŝnicowanie grubości ścianki, wypełnienie zbalansowane Zamknięcie powietrza Rys. 1. Przykład kontrolowanego róŝnicowania grubości ścianki wypraski (balansowanie wypełnienia wypraski).

3 2) Moldflow Plastics Advisers (MPA) - umoŝliwia dokonywanie optymalizacji budowy wypraski. Dotyczyć to moŝe: a. Grubości ścianki: bardzo często konstruktorzy wyprasek - kierując się względami ekonomicznymi i/lub ogólnie panującymi zasadami przetwórstwa tworzyw polimerowych - nadają zbyt małe, lub zbyt duŝe grubości ścianek. Brak optymalizacji grubości ścianki wypraski z uwzględnieniem jej indywidualnego charakteru i zastosowanego tworzywa powodować będzie zawyŝone straty granulatu i/lub problemy z wypełnieniem gniazda formującego. b. Kontrolowanego wprowadzania zróŝnicowania grubości niektórych ścianek wypraski w celu uzyskania jednorodnego wypełnienia gniazda, balansowanie wypełnienia wypraski (rys. 1). c. Rozmieszczenia Ŝeber, rowków montaŝowych są to rejony o zróŝnicowanej grubości ścianki wypraski ich obecność moŝe powodować silne deformacje wyrobu. UŜytkownik ma moŝliwość porównania efektów wprowadzanych zmian. Więcej informacji nt. optymalizacji - w dalszej części materiałów. 3) Moldflow Plastics Advisers (MPA) umoŝliwia dokonywanie optymalizacji budowy formy wtryskowej: a. Budowa układu zasilającego. b. Budowa układu chłodzącego. Więcej informacji nt. symulacji pracy ww. układów - w dalszej części materiałów. 4) Moldflow Plastics Advisers (MPA) jest prosty i przyjemny w nauce. Nie wymaga od uŝytkownika duŝej wiedzy na temat metod obliczeniowych MES. Siatka elementów skończonych jest tworzona przez system w sposób półautomatyczny. Dzięki temu, rozpoczęcie wydajnej pracy z systemem Moldflow następuje bardzo szybko. Więcej informacji nt. MES w Moldflow - w dalszej części materiałów. 5) Dzięki opatentowanej przez korporację Moldflow technologii Dual Domain uŝytkownik moŝe dokonywać symulacji wtrysku bezpośrednio na modelu wypraski zaimportowanym z systemu CAD - bez potrzeby jej upraszczania do postaci powierzchni środkowej. NaleŜy podkreślić konieczność prowadzenia obliczeń z zastosowaniem modeli, z których usunięto cechy nadmiarowe, np. oznaczenia recyklingowe, czy małe i nieznaczące zaokrąglenia. Cechy te powinny być usuwane, poniewaŝ niepotrzebnie zagęszczają siatkę MESH. Więcej informacji nt. metod obliczeniowych MES w Moldflow - w dalszej części materiałów. 6) Dzięki oprogramowaniu Moldflow Plastics Advisers (MPA) moŝliwe jest dokonywanie szybkich porównań efektów zastosowania ogromnej liczby istniejących tworzyw do wytwarzania danej wypraski - z punktu widzenia

4 otrzymywanej jakości produktu, pewności wypełnienia, wielkości deformacji itd. Więcej informacji nt. bazy danych tworzyw dostępnych w Moldflow - w dalszej części materiałów. 7) Oprogramowanie Moldflow Plastics Advisers (MPA) posiada budowę modułową. Jego poszczególne moduły to: a. Part Only: umoŝliwia prowadzenie symulacji procesu wtryskiwania pojedynczej wypraski bez uwzględnienia budowy formy wtryskowej, czyli układu zasilającego i chłodzącego. Moduł ten powinien być wykorzystywany przez: Projektantów wyprasek. Konstruktorów form wtryskowych na samym początku prac projektowych. Stosowanie tego modułu umoŝliwia uzyskanie ogólnego rozeznania nt. moŝliwości wypełnienia wypraski, rozpływu tworzywa w gnieździe formującym, rozkładów ciśnienia, temperatur itd. (rys. 2). Rys. 2. Przykładowa symulacja wtrysku wykonana w module Moldflow MPA Part Only. Rys. 3. Przykładowa symulacja wykonana w module Moldflow MPA Single Cavity.

5 b. Single Cavity: umoŝliwia prowadzenie symulacji procesu wtryskiwania form jedno-gniazdowych z uwzględnieniem szczegółów budowy formy wtryskowej, czyli układu zasilającego, chłodzącego (rys. 3). c. Multi Cavity: umoŝliwia prowadzenie symulacji procesu wtryskiwania form wielo-gniazdowych z wypraskami identycznymi. Uwzględnia szczegóły budowy formy wtryskowej (układ zasilający i chłodzący). Posiada szereg narzędzi słuŝących do powielania wczytanej geometrii wypraski: szyki kołowe i prostokątne, odbicia lustrzane, itd. (rys. 4). Rys. 4. Przykładowa symulacja wykonana w module Multi Cavity. Rys. 5. Przykładowa symulacja wykonana w module Family Cavity. d. Family Cavity: umoŝliwia prowadzenie symulacji procesu wtryskiwania form wielo-gniazdowych z wypraskami zróŝnicowanymi. Uwzględnia szczegóły budowy formy wtryskowych (układ zasilający i chłodzący) (rys. 5). e. Naturally Balanced: umoŝliwia prowadzenie symulacji procesu wtryskiwania form z bardzo duŝą (np. 32, 128, 256, itd.) liczbą identycznych gniazd formujących, np. nakrętki na butelki, klawisze przełączników itd. (rys. 6).

6 Rys. 6. Przykładowa symulacja wykonana w module Family Cavity. 8) Oprogramowanie Moldflow Plastics Advisers (MPA) posiada szereg narzędzi słuŝących do modelowania układów doprowadzających i doboru gabarytów ich poszczególnych segmentów. Geometryczny rozkład układu doprowadzającego moŝe być: Tworzony manualnie w MPA za pomocą odpowiednich narzędzi (rys. 7). Importowany z dowolnego, trójprzestrzennego systemu CAD w postaci pliku z rozszerzeniem uniwersalnym *.igs (rys. 8). Rys. 7. Manualne modelowanie układu zasilającego z wykorzystaniem narzędzi dostępnych w Moldflow MPA. Importowanie układu doprowadzającego w postaci pliku uniwersalnego znakomicie przyśpiesza pracę. Konstruktor nie musi powtarzać czynności, które juŝ zostały wykonane. Do pliku IGS z systemu CAD eksportowane są tylko i wyłącznie ścieŝki po których będą przechodziły poszczególne segmenty (rys. 8a). Eksportuje się obiekty krawędziowe - zamiast brył lub powierzchni. Przed importem uŝytkownik określa domyślne nastawy dotyczące przekrojów oraz gabarytów (rys. 8b), których oprogramowanie uŝyje przy wczytywaniu i konwertowaniu ścieŝek pliku IGS na segmenty układu doprowadzającego.

7 Obie przedstawione metody modelowania układów doprowadzających wzajemnie się uzupełniają. Zaimportowany układ z systemu CAD moŝna manualnie edytować w środowisku Moldflow Plastics Advisers (MPA) (rys. 9). a) b) Rys. 8. Proces importowania do MPA układu zasilającego z oprogramowania CAD: a) wyeksportowane w postaci pliku IGS ścieŝki po których będą przechodzić poszczególne segmenty danego układu, b) nastawy dotyczące konwersji ścieŝek z pliku IGS na segmenty układu doprowadzającego. Rys. 9. Układ doprowadzający po imporcie z manualnie wygenerowanymi przewyŝkami i dyszą wtryskową. Więcej informacji nt. narzędzia do doboru gabarytów poszczególnych segmentów - w dalszej części materiałów. Oprogramowanie Moldflow MPA umoŝliwia generowanie róŝnych rodzajów elementów zasilających(rys. 8). Mogą to być: a) PrzewęŜki (rys. 10a): a) Walcowe (o przekroju kołowym). b) Pół-kołowe. c) Pryzmatyczne o przekroju prostokątnym. d) StoŜkowe. e) StoŜkowe tunelowe (Submarine Gate). f) Sierpowe (Banana Gate). g) Szczelinowe.

8 b) Kanały doprowadzające (rys. 10b): a) O przekroju kołowym. b) O przekroju pół-kołowym. c) O przekroju prostokątnym. d) O przekroju trapezowym. e) StoŜkowe. f) O dowolnym przekroju, zamodelowanym przez uŝytkownika. c) Dysze wtryskowe (rys. 10c): a) Walcowe (kołowe). b) StoŜkowe (kołowe). a) b) c) Rys. 10. Dostępne typy segmentów układów zasilających: a) przewęŝki, b) kanały zasilające, c) dysze wtryskowe. Oprogramowanie Moldflow Plastics Advisers (MPA) umoŝliwia równieŝ symulację wtrysku form z układem: a. Gorąco-kanałowym (rys. 11a). b. Zimno-kanałowym (rys. 11b). c. Mieszanym (rys. 11c). a) b) c) Rys. 11. Rodzaje układów wlewowych: a) gorąco-kanałowy, b) zimno-kanałowy, c) mieszany.

9 Uzyskuje się to poprzez nadawanie poszczególnym segmentom odpowiednich właściwości (rys. 12). Rys. 12. Okno dialogowe, w którym deklaruje się właściwości wskazanego segmentu układu zasilającego. 9) Oprogramowanie Moldflow Plastics Advisers (MPA) posiada szereg narzędzi słuŝących do modelowania układów chłodzących. Proces modelowania układów chłodzących jest podobny do modelowania układów zasilających. Rozkład układu chłodzącego moŝe być: Tworzony manualnie w MPA za pomocą odpowiednich narzędzi (rys. 13). Importowany z dowolnego, trójprzestrzennego systemu CAD w postaci pliku z rozszerzeniem uniwersalnym *.igs. Rys. 13. Manualne modelowanie układu chłodzącego z wykorzystaniem narzędzi dostępnych w Moldflow Plastics Advisers (MPA). Importowanie układu chłodzącego w postaci pliku uniwersalnego znakomicie przyśpiesza pracę. Konstruktor nie musi powtarzać czynności, które juŝ zostały wykonane. Do pliku IGS z systemu CAD eksportowane są tylko i wyłącznie ścieŝki po których będą przechodziły poszczególne segmenty chłodzenia (rys. 14). Eksportuje się obiekty krawędziowe - zamiast brył lub powierzchni. Przed importem uŝytkownik określa domyślne nastawy dotyczące przekrojów oraz gabarytów, których oprogramowanie uŝyje przy wczytywaniu i konwertowaniu ścieŝek pliku IGS na segmenty układu chłodzącego.

10 a) Rys. 14. Proces importowania do MPA układu chłodzącego z oprogramowania CAD: a) wyeksportowane w postaci pliku IGS ścieŝki po których będą przechodzić poszczególne segmenty, b) układ formy po imporcie i przeprowadzonych obliczeniach. Obie przedstawione metody modelowania układów chłodzących wzajemnie się uzupełniają. Zaimportowany układ z systemu CAD moŝna manualnie edytować w środowisku Moldflow Plastics Advisers (MPA). Poprzez nadanie odpowiednich właściwości poszczególnym segmentom układu chłodzącego uŝytkownik moŝe modelować: a) Kanały chłodzące o przekroju kołowym (rys. 15a). b) Kanały chłodzące o przekroju pół-kołowym (rys. 15b). c) Elementy chłodzące typu przegroda w otworze (rys. 15c, rys. 16). d) Elementy chłodzące typu rurka w otworze (rys. 15d, rys. 16). b)

11 a) b) c) d) Rys. 15. Okno dialogowe właściwości pojedynczego segmentu chłodzącego: a) przekrój kołowy, b) przekrój pół-kołowy, c) element chłodzący typu przegroda w otworze, d) element chłodzący typu rurka w otworze. Rys. 16. Elementy chłodzenia typu przegroda w otworze i rurka w otworze. Po zamodelowaniu układu chłodzącego uŝytkownik określa, które zakończenia będą wlotami chłodziwa. Wyloty chłodziwa są wynikowe. Jest to bardzo przydatne w dywagacjach na temat łączenia równoległego i szeregowego poszczególnych pętli. Dzięki analizie wydatku cieczy w poszczególnych kanałach chłodzących moŝna określić jakie będą relacje we wydajności poszczególnych gałęzi połączenia. Dla kaŝdego wlotu określa się takie parametry jak: a) Rodzaj zastosowanego chłodziwa (rys. 17 a): Woda. Olej. Mieszaniny wody z glikolem. Chłodziwa pobrane z bazy danych producentów (podając nazwę producenta i nazwę handlową chłodziwa). Samodzielnie zdefiniowany rodzaj chłodziwa, na podstawie wprowadzonych właściwości.

12 b) Temperaturę chłodziwa (rys. 17 b). c) Wydatek cieczy chłodzącej (rys. 17 c). c) b) a) Rys. 17. Okno dialogowe właściwości wlotu cieczy chłodzącej: a) rodzaj zastosowanego chłodziwa, b) temperaturę chłodziwa, c) wydatek cieczy. 10) Za pomocą oprogramowanie Moldflow Plastics Advisers (MPA) uŝytkownik ma moŝliwość prowadzenia takich typów obliczeń jak: a) Advanced Geometry Adviser: jest to zawansowana analiza poprawności geometrycznej wczytanego modelu wypraski. Poprawność sprawdzana jest w dwóch aspektach: Zgodność geometrii w technologią wtryskiwania, np. wykrywanie rejonów silnego zgrubienia lub pocienienia ścianek (rys. 18a). Zgodność geometrii wypraski z technologią numeryczną CAE (rys. 18b). Oprogramowanie wykrywa cechy wypraski, które będą powodowały nadmiarowe zagęszczenie siatki elementów skończonych. Są to np.: małe zaokrąglenia krawędzi, czy napisy recyklingowe. Obecność ww. cech będzie powodować niepotrzebne wydłuŝanie czasu obliczeń. Cechy te powinno się usunąć z wypraski w systemie Moldflow CAD Doctor lub systemie CAD, którym dysponuje firma (np. Unigraphics NX, Solid Edge).

13 a) b) Rys. 18. Wyniki zaawansowanej analizy poprawności geometrii wypraski: a) pod względem technologii wtryskiwania, b) pod względem adekwatności do prowadzenia obliczeń numerycznych. NaleŜy dodać, Ŝe dzięki zastosowaniu narzędzia Result Adviser uŝytkownik moŝe uzyskiwać szczegółowe informacje na temat wykrytych problemów w dowolnym punkcie wypraski. Oprogramowanie poinformuje uŝytkownika jakie problemy mogą zostać spowodowane przez wykryte nieprawidłowości w przypadku ich pozostawienia (rys. 19). Więcej informacji nt. narzędzia Result Adviser - w dalszej części materiałów. Rys. 19. Okno dialogowe narzędzia Result Adviser wyświetlające informacje na temat punktu, w którym oprogramowanie wykryło błędy w geometrii. b) Molding Window: zbiór narzędzi słuŝących do doboru optymalnych parametrów wtrysku. Wyniki przedstawiane są w postaci wykresu (rys. 20). Na głównych osiach odkładane są: czas wypełnienia wypraski i temperatura uplastycznienia. Wyniki wyświetlane są w funkcji

14 narzuconej przez uŝytkownika temperatury formy wtryskowej. KaŜdy punkt na wykresie symbolizuje komplet parametrów wtrysku i moŝe być oznaczony przez oprogramowanie trzema kolorami: czerwonym, Ŝółtym i zielonym. Wyświetlany kolor danego punktu zaleŝy od przewidywanej końcowej jakości wypraski i pewności wypełnienia. Po skorzystaniu z przycisku Optimum Point oprogramowanie wybiera idealny środek geometryczny zielonego obszaru na wykresie, gdzie parametry wtrysku są najkorzystniejsze. W późniejszych obliczeniach uŝytkownik moŝe skorzystać z dobranych przez oprogramowanie optymalnych parametrów wtrysku lub narzucić własne. Dodatkowo naleŝy dodać, Ŝe dla kaŝdego pakietu parametrów wtrysku na wykresie Molding Window, oprogramowanie podaje potrzebny do wypełnienia gniazda formującego wydatek przepływu tworzywa w cm 3 /s. Wielkość ta wpływa na prędkość wtrysku. Rys. 20. Okno dialogowe analizy Molding Window słuŝącej do doboru optymalnych parametrów wtrysku. c) Gate Location: poszukiwanie optymalnej lokalizacji punktu (punktów) wtrysku. Oprogramowanie wspomaga proces wskazywania obszaru wypraski, najkorzystniejszego z punktu widzenia przebiegu procesu wypełniania. Konsekwencją nie skorzystania przez uŝytkownika z tej funkcjonalności jest błędny dobór punktu wtrysku, który moŝe powodować: Niewypełnienie: ze względu zbyt duŝą drogę płynięcia tworzywa. Zamknięcia powietrza (pułapki powietrzne). Linie łącznia strug w miejscach newralgicznych dla wytrzymałości. Przeładowania niektórych obszarów i deformacje wypraski. Niepotrzebnie wydłuŝany czas cyklu.

15 Na rys. 21a przedstawiono prosty przykład nieprawidłowo dobranego umiejscowienia punktu wtrysku. Obszar (I) zostaje wypełniony znacznie później, niŝ obszar (II). Powoduje to niepotrzebne wydłuŝenie czasu cyklu oraz przeładowanie w obszarze (II), którego efektem jest zwiększenie deformacji wypraski. Na rys. 21b przedstawiono wyniki analizy umiejscowienia punktu wtrysku, a na rys. 21c - końcowy etap procesu wypełniania wypraski z poprawnie dobranym punktem wtrysku. NaleŜy zauwaŝyć, Ŝe skrajne obszary wypraski wypełniane są jednocześnie. I a) II b) c) Rys. 21 Dobór umiejscowienia punktu wtrysku na prostej wyprasce: a) proces wypełniania wypraski ze źle dobranym punktem wtrysku, b) wyniki analizy umiejscowienia punktu wtrysku, c) proces wypełnienia wypraski z poprawnie dobranym punktem wtrysku. d) Plastic Filling analiza wypełnienia gniazda formującego z uwzględnieniem budowy układu zasilającego. Efektem skorzystania z tego narzędzia jest uzyskanie ogólnego rozeznania na temat przebiegu procesu wypełnienia formy wtryskowej. Obliczenia tego typu powinno się stosować głównie w początkowych fazach procesu konstrukcyjnego wypraski. Korzystnym uzupełnieniem niniejszej analizy jest przeprowadzenie dodatkowych obliczeń typu: Performance Adviser (Fill+Pack). Performance Adviser (Warpage). Cooling Circuit Adviser. Więcej informacji nt. ww. rodzajów obliczeń - w dalszej części materiałów. I II

16 e) Sink Marks - analiza zatonięć. Oprogramowanie moŝe wyświetlać zatonięcia na dwa sposoby: Za pomocą palety barw, podając konkretną wartość zatonięcia w mm. Za pomocą zaawansowanych narzędzi renderingu, wówczas wypraska wyświetlana jest w sposób realistyczny. Więcej informacji nt. sposobu wyświetlania wyników analizy zatonięć - w dalszej części materiałów. f) Runner Adviser: analiza doboru gabarytów poszczególnych segmentów układu doprowadzającego. Analiza dotyczyć moŝe: Doboru gabarytów przewęŝek. Doboru gabarytów kanałów doprowadzających. Doboru gabarytów dyszy wtryskowej. Gabaryty poszczególnych segmentów układu doprowadzającego dobierane są na podstawie dopuszczalnych dla zastosowanego tworzywa wartości napręŝeń ścinających i prędkości ścinania. UŜytkownik przed rozpoczęciem obliczeń nadaje poszczególnym segmentom (przewęŝkom, kanałom oraz dyszy wtryskowej) odpowiednie atrybuty. Dla kaŝdego segmentu moŝliwe jest m.in. nadanie jednego z trzech poniŝszych atrybutów: Fixed: dany segment w obliczeniach ma być niezmienny. Free: dobór gabarytów segmentu nie jest w Ŝaden sposób ograniczony - wartości dobierane są od zera do nieskończoności. Range: gabaryty segmentów są wielkościami naleŝącymi do zdefiniowanego zakresu wartości. Na rys. 22 przedstawiono czynności przygotowawcze do przeprowadzenia analizy Runner Adviser. I II Rys. 22 Czynności przygotowawcze mające na celu przeprowadzenie analizy doboru gabarytów kanałów doprowadzających: I segment, dla którego będą nadawane atrybuty doboru, II okno dialogowe atrybutów doboru.

17 Po zakończeniu analizy oprogramowanie dla kaŝdego obliczanego segmentu wyświetla podsumowanie informujące o proponowanych zmianach (rys. 23). Rys. 23 Okno dialogowe w którym oprogramowanie wyświetla proponowane zmiany (przypadek dotyczy doboru przewęŝki). g) Runner Balance: analiza balansowania dotyczy najczęściej form wielogniazdowych o wypraskach zróŝnicowanych pod względem objętościowym. Polega na takim doborze gabarytów przekroju poszczególnych segmentów układu zasilającego, aby uzyskać jednoczesne wypełnienie wszystkich gniazd formujących. Na rys. 24a przedstawiono symulację procesu wypełniania formy wtryskowej niezbalansowanej. Gniazda o mniejszej objętości (I) są wypełniane duŝo szybciej od gniazd o większej objętości (II). Powoduje to niepotrzebne wydłuŝanie czasu cyklu i przeładowanie wyprasek pochodzących z mniejszych gniazd formujących (I). Podobnie jak w przypadku doboru kanałów doprowadzających uŝytkownik przed obliczeniami nadaje odpowiednim segmentom układu zasilającego atrybuty Fixe, Free, Range. Na rys. 24b przedstawiono formę po zbalansowaniu. Wymiary gabarytowe przekrojów segmentów prowadzących do gniazd o mniejszej objętości (III) zostały silnie zredukowane w porównaniu do gniazd o większej objętości (IV). Wszystkie gniazda formujące wypełniane są jednocześnie.

18 a) II I b) IV III Rys. 24. Proces balansowania formy wtryskowej wielo-gniazdowej: a) forma niezbalansowana (mniejsze objętościowo gniazda wypełniają się szybciej), b) forma zbalansowana (jednoczesne wypełnienie wszystkich gniazd formujących niezaleŝnie od zróŝnicowania ich objętości). Celowo do analizy wybrane zostały wypraski o skrajnie róŝnych objętościach, aby uwidocznić zasadę działania procesu balansowania. Po zakończeniu obliczeń, wyświetlane jest podsumowanie, gdzie uŝytkownik jest informowany o proponowanych zmianach dla poszczególnych segmentów (rys. 25). UŜytkownik ma m.in. następujące moŝliwości: Pozostawienie obliczonej wartości do dalszych analiz. Dobranie do uzyskanego wyniku najbliŝszej pod względem wartości liczby, naleŝącej do wcześniej zdefiniowanej listy. Działania te mają na celu wyeliminowanie wartości ułamkowych, niewskazanych ze względów technologicznych, np.: φ 6,456 mm.

19 Rys. 25. Okno dialogowe podsumowujące analizę balansowania układu doprowadzającego. h) Cooling Circuit Adviser: symulacja procesu wtryskiwania z uwzględnieniem budowy układu chłodzącego. Stosowanie analizy tego typu umoŝliwia m.in.: Dobór gabarytów poszczególnych segmentów kanałów chłodzących (na podstawie liczby Reynoldsa), aby zapewnić efektywny odbiór ciepła. Określanie ciśnienia chłodziwa, niezbędnego do pokonania strat przepływu. Badanie reakcji formy (np. deformacje detalu, skurcze lokalne, temperatura powierzchni formujących) na następujące czynniki: o RóŜnicowanie temperatur na poszczególnych pętlach chłodzących. o RóŜnicowanie wydatku na poszczególnych pętlach chłodzących. o Wyłączanie niektórych pętli chłodzących. o Zmiana odległości pomiędzy poszczególnymi kanałami chłodzącymi. o Zmiana odległości pomiędzy kanałem chłodzącym i ścianką wypraski. o Zastosowane chłodziwo (woda, olej, mieszanka wody z glikolem, itd.). o Zmiana średnicy kanałów chłodzących. o RóŜne sposoby łączenia kanałów chłodzących (równoległe, szeregowe, mieszane). o PrzewęŜenia w układzie chłodzącym (przyłącza chłodziwa). o Zastosowanie w układzie chłodzącym elementów typu przegroda w otworze oraz rurka w otworze.

20 i) Performance Adviser: Fill+Pack, Warpage: zbiór narzędzi umoŝliwiających modelowanie fazy docisku oraz dokonanie oceny wpływu jej przebiegu na deformacje wypraski. Planowanie docisku odbywa się poprzez podawanie współrzędnych punktów na wykresie ciśnienie docisku czas trwania docisku. Na rys. 26a przedstawiono okno dialogowe, w którym uŝytkownik określa współrzędne poszczególnych punktów. Na rys. 26b przedstawiono wykres fazy docisku. Wartości ciśnienia docisku mogą być podawane przez uŝytkownika na dwa sposoby: Procentowo w odniesieniu do wykrytej wymaganej wartości ciśnienia wtrysku. W rzeczywistych jednostkach ciśnienia (MPa). Podczas projektowania fazy docisku naleŝy pamiętać, Ŝe jej całkowity czas trwania nie powinien przekroczyć czasu zestalania przewęŝek, którego wartość moŝna odczytać z rozkładu czasu chłodzenia Cooling Time. Po zestaleniu przewęŝek, docisk jest nieskuteczny i powoduje niepotrzebne wydłuŝenie czasu cyklu. a) b) Rys. 26. Modelownie fazy docisku: a) okno dialogowe w którym uŝytkownik określa współrzędne punktów na wykresie docisku, b) wykres ciśnienie docisku czas trwania docisku. 11) W zaleŝności od przeprowadzonego rodzaju obliczeń (Plastic Flow, performance Adviser, Cooling Circuit Adviser itd.) uŝytkownik moŝe dysponować takimi wynikami analiz jak: Plastic Flow rozpływ tworzywa w gnieździe formującym (rys. 27). Wyniki tego rodzaju są bardzo przydatne w celu wizualnego zobrazowania kolejności wypełniania poszczególnych obszarów wypraski. Kolejnym zastosowaniem jest wykrywanie podpłynięć, które mogą wystąpić w liniach łączenia strug. Polegają na ekspansji rdzenia jednego frontu tworzywa w drugi. (rys. 28).

21 Rys. 27 Rozpływ tworzywa w gnieździe formującym. Rys. 28. Schemat powstawania podpłynięcia. Fill Time podaje rozkład czasu wypełnienia poszczególnych obszarów wypraski (rys. 29). Oprogramowanie tak dostosuje ciśnienie wtrysku, aby maksymalna zarejestrowana wartość czasu wypełnienia osiągnęła dobrany we wcześniejszych krokach optymalny czas wtrysku. NaleŜy przypomnieć, Ŝe optymalny czas wtrysku dobierany jest na podstawie dopuszczalnych dla danego granulatu wartości napręŝeń ścinających i prędkości ścinania. Rys. 29. Rozkład czasu wtrysku. Injection Pressure jest to rozkład ciśnienia w gnieździe formującym pod koniec fazy wypełniania. Zakłada się, Ŝe obszary wypraski wypełniane jako ostatnie posiadają zerową wartość ciśnienia wtrysku (rys. 30 obszar I). Wówczas, maksymalna wykryta wartość jest minimalnym ciśnieniem potrzebnym do wypełnienia gniazda formującego (rys. 30 obszar II).

22 Dzięki zastosowaniu rozkładu Injection Pressure uŝytkownik moŝe określać maksymalną wartości ciśnienia potrzebną w celu pokonania strat spowodowanych następującymi czynnikami: o Wypełnianie samej wypraski. o Wypełnianie wypraski z przewęŝką. o Wypełnianie wypraski z przewęŝką i poszczególnymi kanałami wlewowymi. o Wypełnienia wypraski wraz z kompletnym układem wlewowym. Prowadzenie omawianej analizy jest bardzo przydatne w celu określenia poprawności dobranych gabarytów układu wlewowego. II I a) b) c) d) Rys. 30. Porównanie wymaganego ciśnienia wtrysku dla pokonania strat przepływu: a) w samej wyprasce - 34MPa, b) w wyprasce z przewęŝką - 45MPa, c) w wyprasce z przewęŝką i jednym kanałem doprowadzającym - 50MPa, d) całej formy wtryskowej - 65MPa. Na rys. 30 przedstawiono porównanie wymaganego ciśnienia wtrysku dla poszczególnych części składowych układu wlewowego. W celu pokonania oporów przepływu w samej wyprasce potrzeba około 34 MPa (rys. 30a). Po uwzględnieniu przewęŝki wymagane ciśnienie rośnie do wartości około 45MPa (rys. 30b). Ciśnienie potrzebne do wypełnienia wypraski z przewęŝką i jednym kanałem doprowadzającym to około 50 MPa (rys. 30c). Wymagane ciśnienie wtrysku dla formy cztero-gniazdowej wynosi 65MPa (rys. 30d). NaleŜy zauwaŝy, Ŝe tylko i wyłącznie połowa wartości ciśnienia wtrysku przekazywana jest na pokonanie strat przepływu tworzywa w

23 gnieździe formującym, druga połowa jest wytracana w układzie wlewowym. W przypadku niepoprawnie zaprojektowanego układu wlewowego (rys. 31) wymagane ciśnienie wtrysku wynosi aŝ 81MPa. Największe straty ciśnienia powstają przy przejściu pomiędzy dyszą wtryskową, a poszczególnymi gałęziami układu doprowadzającego. Rys. 31 Przykład niepoprawnie zaprojektowanego układu doprowadzającego. Kolejnym zastosowaniem analizy rozkładu ciśnienia wtrysku jest dobór liczby punktów wtrysku dla wypraski. Na rys. 32 przedstawiono porównanie wyników symulacji wtrysku tej samej wypraski z jednym i dwoma punktami wtrysku. Wartość wymaganego ciśnienia dla wypraski z jednym punktem wtrysku wynosi 29,51MPa i jest o około 20% większa od ciśnienia dla wypraski z dwoma punktami wtrysku (23,34MPa). RóŜnica ta wynika z róŝnej drogi płynięcia tworzywa z załoŝeniem identycznej grubości ścianki obu sytuacji. W powyŝszej analizie celowo nie uwzględniono spadków ciśnienia w układzie wlewowym, aby nie zaczerniały obrazu sytuacji. a) b ) Rys. 32. Porównanie wartości wymaganego ciśnienia wtrysku dla wypraski z jednym i dwoma punktami wtrysku. Na wartość ciśnienia wtrysku wpływ mają przede wszystkim: o Budowa wypraski (grubość ścianki, droga płynięcia). o Budowa formy wtryskowej (gabaryty układu doprowadzającego, liczba punktów wtrysku). o Prędkość wtrysku (im większa prędkość wtrysku, tym większe potrzebne ciśnienie wtrysku).