Szimulációs eszközök alkalmazása a műanyag-termékek gyártástechnológiai modellezésében Beleznai Róbert 2009. Június 11. Miskolc-Tapolca.

Az előadások a következő témára: "Szimulációs eszközök alkalmazása a műanyag-termékek gyártástechnológiai modellezésében Beleznai Róbert 2009. Június 11. Miskolc-Tapolca."— Előadás másolata:

1 Szimulációs eszközök alkalmazása a műanyag-termékek gyártástechnológiai modellezésében
Beleznai Róbert 2009. Június 11. Miskolc-Tapolca

2 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Tartalom Moldflow Part Adviser (MPA) és Plastic Insight (MPI) bemutatása valós példán keresztül HyperXtrude bemutatása Extrudálás Huzalbevonatolás II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

3 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
MOLDFLOW MPA&MPI MPA Több mint 7500 féle műanyaganyag fröccsöntés szimulációja CAD rendszerek eredeti modell adatait használva végezhető el az elemzés Könnyen elsajátítható analízis rendszer, közvetlenül felhasználhatóak a 3D-s testmodellek, előzetes végeselemre felkészítést nem igényelnek -órákat, napokat spórolva ezzel. Intuitív eredmény kijelzés és részletes tervezői tanácsok segítik a felhasználót, hogy gyorsan tudja optimalizálni a darabot vagy akár az egész fröccsszerszámot. MPI A kitöltés és utónyomás fázisok szimulációja fröccsöntés esetén A forma kitöltés jobb becslése, gyártási minőség javítása, gyorsabb fejlesztési idő, prototípus gyártmányszámok csökkentése Alkalmazási terület: nagyobb autóipari, szórakoztató elektronikai, csomagolóanyag-gyártó és orvosi eszköz gyártó cégek II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

4 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
MOLDFLOW MPA&MPI Tervezés optimalizálási megoldás Elemzési lehetőségek alkalmazása a műanyag alkatrész és a szerszám tervezése valamint a fröccsöntés során. Gyártási megoldás Automatikus szoftvereszközök alkalmazása a fröccsöntési folyamat optimalizálása, monitoringozása és beállítása kapcsán. Gyártási és feldolgozási adatok felhasználásának biztosítása kritikus döntéshozatalban és valós idejű üzleti menedzsmentben. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

5 Technológia kiválasztása
Fröccsöntés (Injection Molding) Gázbefúvásos fröccsöntés (Gas-assisted Injection Molding) Reaktív fröccsöntés (Reactive Molding) Mikrochip tokozás (Microchip Encapsulation) II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

6 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Modellalkotás Fröccsönteni kívánt munkadarab modelljének létrehozása A modell behálózása (Csak MPI esetén) A háló típusa a geometria bonyolultságától függ Elosztórendszer modellezése és behálózása Hűtőrendszer modellezése és behálózása A forma anyagának kiválasztása Egy üreg, egy betöltési hely Egy üreg, több betöltési hely Több üreg, több betöltési hely II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

7 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
MPA&MPI Alkatrész rajz Anyagminőség: PS/ABS 3D-s modell felépítése II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

8 Moldflow anyagadatbázis
Anyag adatbázis <7500 különféle műanyag Kitöltési folyamat paramétereinek beállítása (a forma és az ömledék hőmérséklete, fröccsöntőgép típusa, egyéb paraméterek) Analízis típusának kiválasztása és futtatása. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

9 Anyagminőség beállítása
A MOLDFLOW adatbázisában 656 féle PS anyag és 771 féle ABS anyag található. Az analíziseket 2 különböző anyagminőséggel futtattuk le: PS Polystyrol 168N BASF ABSCycolac PS 507 UMG ABS II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

10 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Kitöltési (FILL) analízis a kitöltési idő nagysága, az áramlási front hőmérséklete, a megszilárdulási idő, a megszilárdult réteg aránya, az adagmennyiség, a légbuborékok mennyisége, a formaösszeszorító-erő, az áramlási sebesség, az orientáció a darab belsejében és a felületi rétegben, a nyomáseloszlás, az ajánlott dugattyú sebesség, az összecsapási vonal helyzete. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

11 FILL analízis - eredmények
A kitöltés minősége ABS Kitöltési idő: s PS Kitöltési idő: II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

12 FILL analízis - eredmények
ABS PS Nyomás a kitöltés végén ABS anyag: MPa PS anyag: MPa Átlagos hőmérséklet ABS anyag: °C PS anyag: °C II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

13 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
A FLOW analízis Képet ad a kitöltési, utónyomási fázisokban lejátszódó folyamatokról. Segít a tervezőnek megtalálni az optimális kitöltőrendszert. Beszívódási maradó feszültségről a főirányokban, szívódási üregről, térfogati zsugorodásról tájékoztat. A COOL analízissel párosítva pontosabb értékeket kaphatunk a magok és a forma felületi hőmérsékletéről. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

14 FLOW analízis - eredmények
Térfogati zsugorodás ABS anyag: 5.85 % PS anyag: 7.22 % II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

15 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
A COOL analízis Meghatározza a kitöltött forma hűlésének folyamatát. Megbecsüli a magok és a forma felületi hőmérsékletét, meghatározza a forró pontokat. Segít optimalizálni a hűtőrendszert  csökkenthető a ciklus idő. A FLOW analízissel összekapcsolva alkalmas nagyméretű darabok és vékony falú alkatrészek vizsgálatára. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

16 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
A COOL analízis A ciklus idő összetevői: tf – kitöltési idő tp – tömörítési idő tc – hűtési idő th – formában tartási idő to – formanyitási idő II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

17 Két meglövési hely alkalmazása
Meglövési pont szerinti kitöltés II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

18 COOL analízis - eredmények
Átlagos hőmérséklettől való eltérés Hűtés minősége Átlagos dermedési időtől való eltérés II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

19 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
A WARP analízis: A darab vetemedését vizsgálja A vetemedést főleg a zsugorodás variációi okozhatják: Az alkatrész területről területre történő zsugorodása A falvastagság mentén zsugorodás Az anyagszerkezet irányára merőleges vagy azzal párhuzamos irányú zsugorodás Megadja a vetemedés értékét x, y, z irányban II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

20 WARP analízis - eredmények
ABS PS Vetemedés ABS anyag: 61.2 % PS anyag: 72.8 % II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

21 Elosztócsatorna tervezése
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

22 Elosztócsatorna tervezése
Hidegcsatornás elosztó rendszer Beöntő csatorna: Ø 8 mm; L= 25 mm Elosztócsatorna: Ø 4 mm Kúpos betöltő nyílás: Ø 3 mm és Ø 1.5 mm II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

23 Elosztócsatorna tervezése
Kitöltés minősége Nyomás a kitöltés végén II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

24 Elosztócsatorna optimalizálása
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

25 Elosztócsatorna optimalizálása
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

26 Elosztócsatorna optimalizálása
Optimalizálás előtti állapot Optimalizálás utáni állapot II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

27 Modflow Plastic Insight
Hálózott 3D-s modell szükséges Elemek száma: Csomópontok száma: Az oldalarány felületi háló esetén 1:6, Térbeli háló esetén 1:50 lehet. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

28 Nyomás a kitöltés végén II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
MPA&MPI MPA MPI Kitöltési idő: s Nyomás a kitöltés végén II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

29 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
MPA&MPI MPA MPI Légbuborékok II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

30 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
A darab minősége II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

31 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
HyperXtrude Követelmények Pontos anyagáramlás és hőátadás szimuláció Fém, műanyag, pép és kerámia extrudálás Szerszám deformáció és feszültség számítás Két vagy több komponensű anyagok ko-extrudálása Támaszok, kamrás matricák és zsebek optimalizálása Egyre bonyolultabb és összetettebb profilok Rövidebb fejlesztési idő Alacsonyabb ár II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

32 T-profil extrudálása - Modell
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

33 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Peremfeltételek II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

34 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Anyagparaméterek II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

35 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Hőmérséklet II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

36 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Nyomás II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

37 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Viszkozitás II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

38 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Sebesség II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

39 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Sebesség x, y, z irányban II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

40 Effektív alakváltozás
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

41 Az alakváltozási sebesség logaritmusa
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

42 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Folyási feszültség II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

43 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Feszültség –xx, xy, xz II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

44 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Feszültség – yy, yz, zz II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

45 Huzal bevonatolása - Modell
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

46 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Hőmérséklet II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

47 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Nyomás II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

48 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Viszkozitás II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

49 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Sebesség II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

50 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Sebesség x, y, z irányban II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

51 Az alakváltozási sebesség logaritmusa
II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

52 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Folyási feszültség II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

53 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Feszültség –xx, xy, xz II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

54 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Feszültség – yy, yz, zz II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

55 II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
Valós feladat Több részből álló, összetett szerszám Bonyolult, vékonyfalú profil II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

56 Következtetés a MOLDFLOW szoftverekkel kapcsolatban
Az adott alkatrész teljes körű fröccsöntési szimulációja elvégezhető. Meghatározható a legjobb betöltési pont. Különböző anyagminőségeket és beállítási paramétereket hasonlíthatunk össze a legoptimálisabb gyártási folyamat és a legjobb minőségű termék érdekében. Optimalizálhatjuk az elosztórendszert. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

57 Következtetés a MOLDFLOW szoftverekkel kapcsolatban
Az MPI pontosabb, részletesebb számítások elvégzésére alkalmas. Különböző technológiák szimulációjára van lehetőség. A hűtőrendszer tervezésében és optimalizálásában is segít. II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

58 Következtetés a HYPERXTRUDE szoftverrel kapcsolatban
Egy vagy több komponensű műanyagtermékek vagy fémtermékek extrudálási szimulációja Huzalokra szigetelő vagy védőbevonat extrudálásának szimulációja Egyenes és hátrafolyatás (fém-extrudálás) Film és lemez extrudálás Profilok geometriai és technológiai paramétereinek optimalizálása II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop

59 Gyártástechnikai Intézet II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop
BAY-LOGI Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet Köszönöm figyelmüket! II. Szoftvercentrum Szimulációs Workshop