Autodesk Moldflow: выявление и предупреждение дефектов в процессе литья изделий из пластика
Программа Autodesk Moldflow в первую очередь создана для моделирования, анализа и инспектирования изделий перед их изготовлением.
На стадии разработки пользователь сможет рассмотреть возможные дефекты и проблемы, а затем найти пути их решения на стадии конструирования. В этом помогают способы визуального отображения: графики, цветная симуляция результатов.
В основе Autodesk Moldflow лежит метод конечных элементов, как и в основе многих программ для математического моделирования. В Autodesk Moldflow используется три типа элементов: стандартные 3D-элементы, Dual Domain – поверхность детали разбивается на треугольные элементы, получаем пустотелый объект с сеткой на поверхности, и 2D-элементы на средних плоскостях.
Помимо типов элементов существуют способы по работе с сеткой, а именно: автоматическая подборка размера элемента, локальное сгущение сетки, полноценная работа с сеточным генератором (только для версии программы Moldflow Insight).
Основные возможности:
- моделирование потоков пластика – визуализация процесса заполнения пластиком спроектированной формы;
- анализ многослойного литья;
- возможность анализа нескольких вариантов геометрии на основе моделирования и расчётов;
- расчёт нагрева литьевых форм;
- моделирование и анализ системы охлаждения;
- анализ расхода теплоносителя;
- расчёт системы впрыска (литниковой системы);
- моделирование коробления и усадки материалов в процессе охлаждения пластика;
- определение деформаций стержневых элементов конструкций и направления волокон пластика;
- взаимодействие с CAE-системами Autodesk Inventor Nastran, Autodesk Helius PFA, ANSYS, Abaqus (только для версии Moldflow Insight);
- генерация отчётов и экспорт результатов в формат Microsoft Office.
Существует две версии программы – Autodesk Moldflow Adviser и Autodesk Moldflow Insight.
Autodesk Moldflow Adviser:
- работа только с пластиком;
- симуляция только стандартного метода впрыска;
- показывает исключительно результаты моделирования.
Autodesk Moldflow Insight:
- несколько вариантов моделирования впрыска;
- работа с разными полимерами, в том числе с резиной;
- анализ результатов моделирования;
- передача результатов в CAE-системы.
Процесс литья можно разделить на 4 этапа:
- захлопывание – закрытие формы;
- впрыск – подача пластика под давлением;
- охлаждение – затвердевание пластика в форме;
- выемка – извлечение детали из формы.
Дефекты в процессе литья:
- Непроливаемость – пластик не заполняет все участки формы, образуются воздушные пузыри.
- Появление высоких напряжений – возникают в процессе производства детали при слишком большой усадке, образуются места, подверженные излому.
- Коробление – в процессе усадки детали возможно изменение формы, которая повлияет на возможность эксплуатации.
- Образование линий спая – образуются при разделении и обратном соединении потоков пластмассы.
Предупреждение дефектов
- Однонаправленный поток
Пластмасса подаётся из одной точки впрыска, заполнение формы осуществляется в одном направлении.
- Принцип баланса потоков
Скорость заполнения формы двумя или несколькими потоками должна быть одинаковой во всех направлениях, это может быть достигнуто сменой расположения точки впрыска.
- Избегание воздушных пузырей
Расположение точек впрыска моделируется так, чтобы конечная точка потока пластика находилась на крайних участках детали.
- Сбалансированная литниковая система
Литниковую систему проектируют таким образом, чтобы при впрыске через основной канал пластик расходился равномерно по всем элементам системы ко всем деталям.
за одно и то же время. Программа подбирает оптимальные диаметры каналов подачи пластмассы.
- Непроливаемость отдельных участков
В узких местах форм поток пластика имеет большее сопротивление движению, что приводит к быстрой кристаллизации пластика. Поэтому при проектировании должны учитываться виды материалов и скорость их кристаллизации.
- Поиск точки впрыска
Существует определённая деталь, система её проанализировала и указала синим цветом подходящую область для размещения точки впрыска, соответственно красным – неподходящую.
C Autodesk Moldflow производство деталей из пластика вышло на новый уровень. Предприятия получили возможность выявлять и предотвращать дефекты на стадии проектирования, что позволило ускорить процесс производства, снизить брак и сэкономить значительную часть средств.