• Истории успеха

Информационное моделирование для выпуска современных холодильников

Внедрение Autodesk Moldflow для быстрого и точного анализа проливаемости пластмассовых деталей

Задача

Уже с 1993 года для разработки новых моделей холодильников предприятие пользуется инструментами трехмерного моделирования. Поскольку любой холодильник состоит из большого количества пластмассовых деталей, перед предприятием всегда стояла задача анализа проливаемости таких деталей с целью сокращения затрат на переделку оснастки. Его конечная задача — понять, как будет выглядеть будущая литьевая форма для каждой конкретной детали. На основе анализа технолог определяет оптимальный тип оснастки, вид оснастки, количество точек впрыска, характеристики машин, на которых она будет литься, и еще ряд дополнительных специфических характеристик.

Проведение анализа проливаемости пластмассы сосуда холодильника в Autocad Modflow

Решение

Изначально в 1995 году для анализа был выбран продукт СMold. Уже после выпуска первой детали по новой технологии стало очевидно, что благодаря компьютерному анализу предприятию удалось добиться ранее недостижимой проливаемости деталей. Так было принято решение применять компьютерный анализ при выборе оптимальной схемы разработки оснастки для всех пластмассовых деталей предприятия.

С тех пор рынок программного обеспечения не стоял на месте. Технология CMold была приобретена компанией Moldflow, которая через некоторое время стала частью портфолио Autodesk. В 2009 году ЗАО «АТЛАНТ» приняло решение усовершенствовать собственные методы анализа проливаемости пластмасс и приобрело лицензии Autodesk Moldflow. В настоящий момент компания работает по утвержденному в тот период регламенту. Параллельно был обновлен компьютерный парк, что позволило пользоваться всеми инструментами нового ПО на полную мощность.

После покупки нового программного обеспечения компания провела серьезную работу по расширению библиотеки пластмасс, представленных в Moldflow. В базовом варианте библиотека Moldflow состоит из 8700 наименований, в нее входят марки пластмасс всех основных мировых производителей. При этом в ней не учтены некоторые российские и белорусские наименования, с которыми постоянно работает «АТЛАНТ», в то время как для точного анализа это необходимо. Для доработки базы компанией была заказана реалогическая экспертиза, в ходе которой были проанализированы все основные марки пластмасс, с которыми работало предприятие «АТЛАНТ», и полученные материалы были внесены в базу материалов Moldflow.

На сегодняшний момент с помощью Moldflow в компании решаются следующие задачи:

1. Оптимизация геометрии деталей. По результатам анализа в Moldflow технологом дается заключение, и на его основе конструктор корректирует форму детали.
2. Моделирование усадки и деформации. Подбор места впуска с учетом требований конструктора к деформации детали. Это одна из основных функций анализа, позволяющая создать детали, из которых впоследствии качественно и быстро собирается изделие.
3. Подбор технологических режимов литья: подбор оптимальной скорости впрыска и графика впрыска по ступеням, выбор необходимого давления и времени выдержки, подбор профиля давления выдержки. Также в рамках этой задачи подбирается литьевая машина.
4. Анализ литьевых форм – оценка охлаждения и нагрева при переменном режиме во время цикла литья. Также прогнозируется количество циклов, необходимых для достижения стабильной температуры формы. Однако чаще всего анализу подлежат детали. Литьевыми формами компания занимается лишь в том случае, когда возникает проблема и ее не удается обнаружить при анализе детали.

Результат

Одно из главных преимуществ нового подхода, введенного в практику на предприятии в 2009 году, — отказ от анализа по средней линии в пользу анализа по поверхности. При анализе по средней линии деталь, разработанная конструктором, по сути, перестраивалась с использованием внутреннего ядра системы, в которой проводился анализ. Строилась средняя плоскость (плоскость, проходящая через середину детали). Она делилась на конечные элементы (треугольники), и каждому треугольнику назначалась толщина, соответствующая толщине детали. По этой модели производился расчет. Недостаток такой технологии в том, что она не дает реальную картину, поскольку при создании средней плоскости неизбежны погрешности. А для многих деталей построение средней плоскости в принципе невозможно. Это, к примеру, объемные цилиндрические, конические и др. детали, в которых очень трудно задать толщины на средней плоскости.

Проведение анализа проливаемости пластмассы панели управления стиральной машины

С появлением Moldflow и внедрением анализа по поверхности компания стала получать более достоверные данные о прогнозе литья по каждой разработанной конструкторами детали. Анализ на основе 3D-модели не требует построения дополнительной модели благодаря совместимости с ПО, которым пользуются конструкторы. С помощью пакета интеграций, купленного компанией «АТЛАНТ» вместе с Moldflow, налажена связь между пакетом Pro/ENGINEER и Autodesk Moldflow. С переходом на новую технологию расчеты, занимавшие раньше 8-10 часов, теперь стали проводиться за 1-2 часа. Однако это потребовало обновления рабочих станций. Их ресурсы должны быть большими, поскольку в процессе анализа модель разбивается на конечные элементы и от их количества зависит ресурсоемкость расчета. Деталь средней сложности насчитывает около 25 000 конечных элементов.

Благодаря повышению скорости анализа компания смогла нарастить итеративность расчетов. «Если раньше в условиях жестких сроков выпуска для каждой модели мы успевали проработать не более трех итераций, после внедрения 3D-моделирования при тех же сжатых сроках мы успеваем создать более десяти вариантов технологического решения детали. Это произошло за счет совокупности трех факторов — использования 3D-моделирования, анализа по поверхности на базе Autodesk Moldflow и внедрения более производительных рабочих станций».