Pobierz

Pozycja technologii Autodesk
Moldflow w procesie powstawania
nowych produktów
Zadaniem każdej firmy jest przełożenie zasoów własnych
na zyski jej Klientów i jednocześnie podwyższanie wartości
kapitału dla swoich właścicieli. Wszystko to próbuje się
osiągnąć przez produkcję towarów i/lub usług.
Wysoka wydajność produkcji pozwala osiągnąć wysoki poziom
życia i awans kulturowo-intelektualny. Nowe technologie
umożliwiają ciągłe doskonalenie jakości i są pomocne
w rozwiązywaniu problemów demograficznych i ekologicznych.
Obok zmian w naszej gospodarce następują również zmiany
w systemie wartości, co zmusza nas ciągle do przeorientowania
naszego myślenia i działania. Przedsiębiorstwa muszą szybko
dostosowywać się do zmiennych uwarunkowań. Sukcesy
zależne są od umiejętności dynamicznego dostosowania się do
tych zmian. Dobrze prosperujące przedsiębiorstwa postrzegają
te zmiany jako swoje szanse.
„Gdy wieje wiatr przemian,
jedni budują mury a inni wiatraki”
Nieustający wzrost produkcji tworzyw sztucznych na świecie
i wciąż przewyższające tę produkcję zapotrzebowanie,
powodują gwałtowny rozwój ich technologii. W ślad za
tym rośnie zapotrzebowanie na wykształconych technologów
i konstruktorów, przygotowanych do pracy w przemyśle
bezpośrednio po ukończeniu studiów. Najważniejszą obecnie
inicjatywą gospodarczą w przemyśle samochodowym jest
zwiększanie udziału intelektualnego wszystkich pracowników,
biorących udział w procesie produkcji towarów i usług.
Nieustającym zadaniem dyrekcji firm jest inicjalizowanie
zmian procesowych przy pomocy odpowiednich inwestycji,
celem umocnienia i rozbudowania własnej pozycji na rynku.
Systemy informatyczne (narzędzia), umożliwiające
generowanie i testowanie nowych produktów już w wirtualnej
fazie ich powstawania, są jednym z trzech podstawowych
filarów wspierających nas w drodze do sukcesu. Metodyczna
implementacja tych wysokich technologii oraz doświadczenia
wewnątrz-firmowe, płynące z długoletniej, interdyscyplinarnej
praktyki, są również nieodzowne dla spełnienia wymagań,
które musimy spełnić w drodze do celu.
9
Pozycja technologii
Autodesk Moldflow
w procesie
powstawania nowych
produktów
Globalna pozycja technologii Autodesk
Moldflow
Autodesk Moldflow jest wiodącym w branży
oprogramowaniem, służącym do optymalizacji
oraz automatyzacji procesów w przemyśle
przetwórstwa wtryskowego tworzyw
sztucznych.
Oprogramowanie Moldflow powstało pod
koniec roku 1978 i należy do najstarszych
systemów CAE na świecie. Szybki, ciągły rozwój
i trzydziestoletnie doświadczenia w branży
polimerowej sprawiają, że oprogramowanie
Moldflow jest niekwestionowanym liderem
w swojej branży.
Procesowe zadania symulacji Moldflow
Największym zyskiem dla Użytkowników
technologii Autodesk Moldflow jest
permanentne doskonalenie wiedzy i jej
wymiana między poszczególnymi działami
firmy podczas wdrażania i wykonywania
procesu formowania wtryskowego.
Oprogramowanie Autodesk Moldflow
podzielone jest na dwie grupy konfiguracji
modułowych:
1. Autodesk Moldflow Adviser – łatwy
w zastosowaniu produkt dedykowany dla
konstruktorów wyprasek i mniejszych firm,
zajmujących się produkcją form
wtryskowych.
2. Autodesk Moldflow Insight – jest
obszernym pakietem programów
z narzędziami do symulacji, analizy,
optymalizacji i zatwierdzania, stosowanym
przez ekspertów przetwórstwa tworzyw
sztucznych.
Adviser Design: służy do prowadzenia
symulacji wypełniania pojedynczych wyprasek
bez uwzględnienia budowy formy wtryskowej,
czyli układu zasilającego i chłodzącego.
Niektóre możliwości pakietu Adviser Design
to:
1. Dobór optymalnego tworzywa
polimerowego
2. Dobór liczby i rozmieszczenia punktów
wtrysku
3. Dobór optymalnych parametrów wtrysku
4. Dostępne wyniki obliczeń:
• Fill Time – rozkład czasu wypełnienia
wypraski
• Plastic Flow –wypełnianie gniazda
formującego tworzywem
• Confidence of Fill – rozkład pewności
wypełnienia
• Quality Prediction – rozkład
przewidywanej jakości
• Pressure At End Of Fill – rozkład
wymaganego ciśnienia wtrysku
• Pressure Drop – spadki ciśnienia podczas
wypełniania gniazda formującego
• Temperature At flow Front – rozkład
temperatury czoła stopu
• Orientation At Skin – orientacja włókien
w warstwie przypowierzchniowej wypraski
• Average Temperature – średnia
temperatura wypraski podczas trwania
cyklu
• Frozen Layer Fraction At End Of Fill
– rozkład udziału warstwy zestalonej na
grubości ścianki, zarejestrowany na końcu
fazy wypełniania
• Grow From – analiza wskazująca,
z którego punktu wtrysku wypełniony
został dany obszar (dla wyprasek
z wieloma punktami wtrysku)
• Sink Marks Estimate – rozkład zapadnięć
przedstawiony w postaci palety kolorów
• Sink Marks Shaded – rozkład zapadnięć
przedstawiony za pomocą modelu
zacienionego
5. Wykrywanie:
• Węzłów cieplnych
• Zapadnięć (wciągów)
• Zamknięć powietrza
• Linii łączenia strug
6. Optymalizacja geometrii wypraski z punktu
widzenia:
• Grubości ścianki
• Pewności wypełnienia
• Wypełniania gniazda w formie
• Przewidywanej jakości
• Rozmieszczenia elementów wypływowych,
żeber, rowków montażowych, zaczepów
7. Tworzenie animowanych raportów symulacji
w postaci: *.HTML, *.DOCX, *.PPTX.
8. Tworzenia kalkulacji ekonomicznych
produkcji.
10
Adviser Manufacturing jest rozszerzeniem
możliwości oprogramowania Adviser Design.
Wykorzystywany jest przez konstruktorów form
wtryskowych. Umożliwia:
1. Dokonywanie symulacji wtrysku dla form:
• Jedno-gniazdowych (Single-Cavity Mold)
• Wielo-gniazdowych z wypraskami
identycznymi (Multi-Cavity Molds)
• Wielo-gniazdowych z wypraskami
zróżnicowanymi (Family Molds)
2. Dokonywanie symulacji wtrysku dla form
z uwzględnieniem budowy układu
zasilającego:
• Zimno-kanałowego
• Gorąco-kanałowego
• Mieszanego
3. Dobór przekrojów segmentów,
wchodzących w skład układu zasilającego
(przewężki, kanały doprowadzające, dysze
wtryskowe)
4. Balansowanie wypełnienia form
wielo-gniazdowych
5. Prowadzenie symulacji wtrysku z
wykorzystaniem dwóch metod dyskretyzacji
modelu:
• Dual Domain – przeznaczona dla wyprasek
cienkościennych (domyślna w module
Autodesk Moldflow Adviser Design)
• 3D – przeznaczona dla wyprasek
grubościennych oraz o silnie
zróżnicowanej grubości ścianki
6. Uzyskiwanie dodatkowych informacji
dotyczących:
• Czasu wtrysku
• Czasu cyklu
• Wymaganej siły zwarcia formy
• Objętości wtrysku
Adviser Advanced jest kontynuacją
możliwości oprogramowania Adviser
Manufacturing.
Umożliwia:
1. Symulację wtrysku dla form z
uwzględnieniem budowy układu
chłodzącego
2. Projektowanie układu chłodzącego (dobór
wymiarów i rozmieszczenia segmentów
chłodzących) w celu:
• Zapewnienia jak największej wydajności
odbioru ciepła przy jak najmniejszym
obciążeniu modułu chłodzącego
wtryskarki
• Ujednolicenia czasu zestalania dla całej
wypraski celem minimalizacji deformacji
i skracania czasu cyklu
3. Modelowanie fazy docisku w celu uzyskania
jak najlepszych efektów końcowych
4. Określanie tendencji, wartości i przyczyn
deformacji wypraski
• Circuit Reynolds Number – rozkład liczby
Reynoldsa w kanałach chłodzących
• Cooling Quality – rozkład jakości
chłodzenia
• Cooling Time Variance – rozkład
zróżnicowania czasu chłodzenia
• Temperature, Part – średnia temperatura
wypraski podczas cyklu
• Temperature Variance - rozkład
zróżnicowania temperatury gniazda
formującego
• Time To Reach Ejection Temperature rozkład czasu zestalania wypraski
• Volumetric Shrinkage – rozkład skurczu
objętościowego
• Warpage Indicator – rozkład deformacji
całkowitej wypraski (wywołany wszystkimi
trzema efektami)
• Warpage Indicator, Cooling – składowa
deformacji całkowitej wywołana przez
zróżnicowanie czasu chłodzenia
• Warpage Indicator, Shrinkage –
składowa deformacji całkowitej wywołana
przez zróżnicowanie skurczu lokalnego
• Warpage Indicator, Orientation –
składowa deformacji całkowitej wywołana
orientacją włókien tworzywa
polimerowego
5. Wymianę danych z innymi systemami MES,
takimi jak ANSYS, ABAQUS (MSA)
6. Dostępne wyniki obliczeń:
• Circuit Pressure – rozkład ciśnienia
chłodziwa w układzie chłodzącym
• Circuit Coolant Temperature – rozkład
temperatury chłodziwa w kanałach
chłodzących
• Circuit Flow Rate – rozkład wydatku
chłodziwa w układzie chłodzącym
11
W oprogramowaniu Autodesk Moldflow
Insight rozróżniamy następujące pakiety
licencyjne:
Insight Basic
Flow – odpowiada na podstawowe pytania,
dotyczące wypełniania gniazda formującego
tworzywem polimerowym. Umożliwia
określanie wymaganego ciśnienia wtrysku,
czasu wypełnienia, rozkładu temperatury czoła
stopu itd.
Fusion – metoda dyskretyzacji modelu
wypraski, która jest wykorzystywana w
symulacji wyprasek cienkościennych.
3D – metoda dyskretyzacji modelu wypraski,
która jest wykorzystywana w symulacji
wyprasek grubościennych, oraz o silnie
zróżnicowanej grubości ścianki.
Synergy - moduł umożliwiający przygotowanie
modelu do analizy oraz ocenę jej wyników.
Reactive – wtrysk materiałów
termoutwardzalnych
Pełny zakres funkcyjny oprogramowania
Autodesk Moldflow Adviser Manufacturing
jest częścią składową tej konfiguracji.
Insight Performance
jest rozszerzeniem funkcjonalnym pakietu
Insight Basic o moduły:
Cool – umożliwia wykonywanie symulacji
wtrysku z uwzględnieniem budowy układu
chłodzącego formy wtryskowej, optymalizując
równomierność oraz wydajność odbioru ciepła
z wypraski.
Warp – moduł pozwalający na przewidywanie
tendencji i wartości deformacji wyprasek, jej
redukcji, oraz kontroli procesu zestalania.
Fiber – umożliwia wizualizację procesów
zachodzących podczas wtrysku wyprasek dla
materiałów napełnionych włóknem szklanym.
Shrink – pozwala na przewidywanie rozkładu
skurczu lokalnego.
Optim – optymalizacja parametrów wtrysku
na wtryskarce. Oprogramowanie dobiera profil
wtrysku na podstawie maksymalnej prędkości
przepływu, ilości dostępnych kroków
profilowania wtrysku, oraz czasu zwłoki
wtryskarki.
Stress – określa wpływ przebiegu wtrysku
na: wytrzymałość mechaniczną wypraski i jej
deformacje.
CAE Interface – pakiet umożliwiający wymianę
danych pomiędzy Moldflow, a innymi
systemami CAE takimi jak: ANSYS, ABAQUS, LS
DYNA (MSA).
Microchip – ekspansja ciepła od tworzywa do
obtryskiwanego układu półprzewodnikowego.
Underfill – przewiduje wypełnianie tworzywa
podczas obtryskiwania układów
półprzewodnikowych.
Pełny zakres funkcyjny oprogramowania
Autodesk Moldflow Adviser Advanced jest
częścią składową tej konfiguracji.
12
Insight Advanced
Jest rozszerzeniem funkcjonalnym pakietu
Insight Performance o moduły:
Birefriengence – moduł umożliwiający
określanie stopnia załamania światła,
wykorzystywany w wypraskach optycznych
takich, jak reflektory samochodowe, soczewki
optyczne, panele urządzeń RTV.
MuCell – technologia polegająca na
dostarczeniu gazu CO2 lub N2 do końcowych
obszarów układu plastyfikującego wtryskarki.
Sprężone pory gazu wymieszane
z uplastycznionym polimerem są wtryskiwane
do formy. Uplastyczniony polimer wraz
z wtrąceniami sprężonego gazu posiada
znacznie niższą lepkość, co pozwala na redukcję
ciśnienia wtrysku. Pory gazu w gnieździe
formującym ulegają rozprężeniu, co eliminuje
potrzebę docisku, redukuje wymaganą siłę
zwarcia, eliminuje zapadnięcia.
Gas – symulacja wtrysku z gazem.
Co-injection – wtrysk dwu-komponentowy.
Injection Compression – wtrysk wyprasek
ultra-cienkościennych, które wykonywane
tradycyjną technologią wtrysku wymagałyby
dużych wartości ciśnienia wtrysku. Wtrysk
materiału odbywa się do niecałkowicie
zamkniętej formy (odległość pomiędzy
stemplem i matrycą jest większa). Gniazdo
jest wypełniane tylko częściowo. Dalsza część
wypełnienia i dopakowania realizowane są
przez układ zamykający formy.
„Im szybciej podejmiemy
poprawną decyzję, tym bardziej
jest ona wartościowa”
„Im później odkryjemy złą decyzje,
tym bardziej staje się ona
kosztowna”
Wiodące w branży Firmy postępują według
następujących zasad:
• Analizują i optymalizują każdą wypraskę
i konstrukcję formy
• Rozważają ograniczenia produkcyjne już
w fazie projektowania
• Implementują technologię symulacji
procesów we wszystkich ich fazach
Zbigniew Eugene Radomski
Empimeth Consult
13