Повышение качества литья изделий из пластика с помощью Autodesk Moldflow
Autodesk Moldflow – это программное обеспечение для моделирования литья пластмасс под давлением.
В современном мире пластмасса применяется везде. Окиньте взглядом свой офис или квартиру – большинство предметов сделаны из нее. Можно предположить, что этот материал еще долго будет сохранять свою популярность, так как с его помощью получается создавать сложные формы деталей и изделий, которые нельзя произвести другими способами. Кроме того, производство из пластика экономически выгоднее, проще и быстрее, а спрос на такие изделия растёт с каждым годом.
Как Autodesk Moldflow помогает улучшить качество изделий и процесс производства?
- Большая база материалов
В мире существуют большое разнообразие типов пластмасс, и все они содержаться в базе данных Moldflow. У каждого материала есть свои характеристики, и компания Autodesk в своей лаборатории исследует. Когда производитель хочет добавить свой материал в стандартную библиотеку Autodesk Moldflow, он обращается в лабораторию Autodesk и присылает туда образцы, в лаборатории производят измерения и добавляют материал в базу.
Вы также можете добавлять новые материалы самостоятельно, но из-за недостатка информации обо всех характеристиках в расчетах возможны неточности.
- Выполнение расчётов на всех этапах производства
Существует 4 этапа процесса литья под давлением в пресс-форме, 90% изделий создаются именно этим способом:
- пресс-форма закрывается и заполняется горячей пластмассой;
- форма выдерживается под давлением, чтобы все участки заполнились;
- форма охлаждается для фиксации результата;
- извлечение готовой детали.
Все эти этапы рассчитываются и моделируются в Autodesk Moldflow. Этот продукт уникален – других программ, способных проводить расчёты такой же сложности, как в Moldflow, не существует.
- Предотвращение брака при производстве
При литье деталей производитель может столкнуться с возможным браком:
- непроливаемость – при создании деталей пластмасса не успевает заполнить все пустоты в местах с самыми тонкими элементами;
- неравномерное остывание – при создании деталей неравномерной толщины более толстые элементы остывают медленнее, время производства увеличивается;
- линии спая – возникают, когда потоки подаваемой в форму пластмассы разделяются и сходятся обратно; в этих местах могут появляться трещины или поломки деталей во время эксплуатации;
- газовые пузырьки – воздух может не успевать выйти из формы полностью;
- коробление – во время охлаждения детали может произойти её усадка, форма будет неравномерной, а деталь – бракованной.
Этих проблем можно избежать при проектировании в Moldflow
- Сокращение времени производства
Время производственного цикла – это деньги, что особенно очевидно при больших объемах производства. Сокращение этого времени даже на долю секунды может принести значительную выгоду.
Чтобы сократить время производственного цикла, в первую очередь нужно уменьшить фазу охлаждения, так как это самый долгий процесс, который может занимать до 70% всего цикла. Необходимо, чтобы охлаждение занимало одинаковое время для любой, даже самой труднодоступной области. Благодаря свободе в проектировании, которую даёт Autodesk Moldflow, производитель может обеспечить оптимальное охлаждение, если соблюдается определённое расстояние формообразующей полости от поверхности литья.
- Минимизация отходов материалов
Благодаря Autodesk Moldflow, производитель может предвидеть потенциальные проблемы, связанные со сложной геометрией, и устранить их на ранних стадиях производства, что значительно уменьшит количество брака и сэкономит материалы.
Рассмотрим несколько наглядных примеров возможных дефектов и ошибок при проектировании
Спроектирован пластмассовый патрубок. Обратите внимание на расположение точки впрыска, это важно.
Запускаем моделирование литья пластмассы и смотрим, что получилось. Как вы можете видеть, деталь не пролилась полностью, и образовался воздушный пузырь.
Чтобы исправить неудачное моделирование, меняем точку впрыска.
Запускаем моделирование повторно, просматриваем результат – успешно. Поток пластмассы заканчивается в нижней части детали, воздушных пузырей не обнаружено.
В этом примере проблема была решена после смены точки впрыска, рассмотрим другой вариант.
На картинке видно, что пластмасса не заполнила пресс-форму полностью, но проблема не в точке впрыска.
Задача была решена путём изменения геометрической формы детали, конкретно здесь – изменены рёбра жесткости.
После повторного запуска проблем не возникло, следовательно, решение оказалось верным.
Перейдем к расчёту литниковой системы. Пластмасса может подаваться в форму из нескольких точек впрыска одновременно. Такой вид подачи используют для производства деталей сложной формы или нескольких деталей одновременно.
Система, показанная на картинке, не учитывает разнообразие форм деталей, и впрыск осуществляется одинаково, что приведёт к короблению.
Moldflow рассчитал и сбалансировал систему, учитывая геометрию каждой детали. Визуально видно, что теперь каналы подачи пластмассы имеют разную толщину, за счет чего и достигается баланс.
На основе изложенных фактов и приведённых примеров делаем вывод, что Autodesk Moldflow является передовой программой для моделирования литья пластмасс под давлением.