TMI Facebook TMI Twitter TMI Linkedin TMI Google TMI RSS

Téma měsíce

Společnost Fatra pokračuje v realizaci výstavby nové válcovny. Od listopadové prohlídky staveniště se mnohé změnilo a některé budovy, které byly zatím jen v projekčních plánech, již mají pevné základy...

TOP Produkt

Společnosti Rockwell Automation a McRae Integration společně vyvinuly řešení FactoryTalk Brew pro velké pivovary.

Video

Pátý ročník konference, která tradičně probíhá v Olomouci, se letos poprvé koná v Praze (společně s LABOREXPO 2017). Cílem akce je posílit konkurenceschopnost firem v potravinářském a farmaceutickém...

Katalog

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Štětkova 1638/18
14000 Praha 4
tel. +420739552216

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Události

PROMOTIC Semináře
2018-10-23
Místo: Trnava
ÚDRŽBA 2018
2018-10-24 - 2018-10-25
Místo: Liblice
PROMOTIC Semináře
2018-10-24
Místo: Praha

Vývoj vstřikovací formy Rám P 10 C z hlediska simulačních analýz Cadmould a VARIMOS

Během konstrukce a výroby formy pro vstřikování Rámu P 10 C byly vícekrát použity simulační analýzy vstřikování Cadmould® a také systém VARIMOS®: na začátku vývoje formy a po prvních i pozdějších výrobních zkouškách. V návazném textu budete seznámeni s tím, jaké přínosy výpočty zajistily a také s jakými problémy jsme se setkali.

1. Vypracování prvních simulačních analýz

První výpočty sestavy podle obr. 1. byly zpracovány pro materiál GRILAMID LV-2A NZ (PA 12, 20 % skleněných vláken) během konstrukce vstřikovací formy. Při nastavování technologických parametrů se vyšlo z hodnot doporučených výrobcem materiálu. Výstupem z analýz byla především konstrukční doporučení, z nichž některá uvádíme: 

  • Porovnání různých poloh vtokových ústí především z hlediska minimalizace deformací a navržení nejvhodnější polohy.
  • Návrh dimenzování vtokové soustavy.
  • Posouzení polohy studených vtoků, stanovení míst odvzdušnění.
  • Posouzení temperační soustavy, návrh konstrukčních úprav temperace.
  • Orientační technologické parametry.
  • Smykové napětí, smykové rychlosti, teplota proudící taveniny, tlakové ztráty, propady, směr skleněných vláken atd.
  • Smrštění a deformace: návrh průměrného smrštění, návrh diferencovaných hodnot smrštění, stanovení redukovaných deformací.  

Analýzou bylo stanoveno, že u některých rozměrů nebudou splněny požadované tolerance a to i při nastavení parametrů, při kterých byly dosaženy nejnižší deformace.

2. Reálné zkoušky a opakovaná analýza Cadmould® s upravenými technologickými parametry

Při testování formy byla nejprve nastavena doporučovaná teplota taveniny. Po dodání nového materiálu se však ukázalo, že teplota taveniny bude muset být zvýšena, neboť GRILAMID LV-2A NZ nyní vykazoval vysokou viskozitu a tím pádem zhoršenou tekutost. Zvýšením teploty taveniny bylo dosaženo zatečení taveniny do všech částí tvarové dutiny, deformační chování se však změnilo minimálně. Z důvodu nesplnění některých tolerancí bylo přistoupeno k výrobě chladicích přípravků, na které jsou výstřiky po vyhození z formy nasazeny.

Simulační výpočty Cadmould® s upravenými technologickými parametry, především zvýšenou teplotou taveniny a vysokým plnicím tlakem (obr. 3), byly návazně provedeny především s cílem porovnání deformačních výsledků. Pro zvýšení výpočtové přesnosti byl do simulačního posouzení zahrnut i konec plastikační jednotky, resp. tavenina před čelem šneku. Jak dokládá obr. 4, deformační výsledky jsou podobné (viz porovnání s obr. 2) a dobře korelují s reálnými deformacemi. Z uvedeného vyplývá, že opět byly získány deformační hodnoty, které u některých rozměrů neleží v tolerančním rozsahu.

Co je příčinou skutečnosti, že i při změně některých technologických parametrů nedošlo k výraznější změně rozměrů?

Tato rozměrová „stabilita“ je způsobena přítomností skleněných vláken v polymerní matrici vstřikovaného materiálu. Příklad převažujícího nasměrování vláken uvádí obr. 5.

3. Verifikace deformačních výsledků s využitím systému VARIMOS® Virtual

Virtuální a reálná optimalizace procesu vstřikování plastů, z anglického textu zkráceně VARIMOS®, je expertní systém německé fi rmy Simcon GmbH. Sestává ze dvou základních částí – virtuální a reálné. Co je hlavním úkolem systému VARIMOS® Virtual? Ověřit a zaručit, že námi zvolené procesní parametry jsou nejvýhodnější pro zaručení výroby dílu v požadované kvalitě, a také maximálně stabilizovat výrobu při snížení závislosti kvality výrobku na vnějších vlivech.

Z tohoto stručného seznámení s významem systému VARIMOS® vyplývá, proč jsme se rozhodli učinit ještě třetí krok: Skutečně nelze vyrábět Rám P 10 C při splnění všech toleranci bez nutnosti používání chladicích přípravků?

Do optimalizačního a verifi kačního procesu vstupují dvě skupiny dat:

  1. Kvalitativní kritéria, která musí být splněna, aby výrobek odpovídal konstrukčnímu zadání: např. splněné tolerance rozměrů, nepřekročené odchylky od tolerance rovinnosti, požadovaný průběh plnění, vyhovující vzhled atd. Do kvalitativních kritérií můžeme také zahrnout ekonomické požadavky jako např. dobu vstřikovacího cyklu, přídržnou sílu atd. V našem konkrétním případě byly zadány především tolerance kritických rozměrů.
  2. Rozsah konstrukčních úprav a rozsah technologických parametrů. VARIMOS® automaticky vypočítá a navrhne takové úpravy konstrukce a taková nastavení technologických parametrů (v rámci zadaných rozsahů), která objektivně zajistí co nejlepší výše uvedené kvalitativní hodnoty. Jaké parametry můžeme automaticky optimalizovat, abychom splnili kvalitativní kritéria? Jsou to například tloušťka stěn výrobku, poloha vtoku, veškeré technologické parametry včetně automatické optimalizace profi lu plnění, profilu dotlaku a podmínek temperace (rychlost průtoku temperančního média a jeho teplota).

V analyzovaném případě jsme se mohli zaměřit pouze na zadání variačního rozsahu technologických parametrů:

Systém VARIMOS® návazně vytvořil výpočtovou matici, automaticky vyhodnotil a zpracoval simulace, vytvořil výpočtový model (objemové technologické okno) a návazně navrhnul optimální technologické parametry se zaměřením na co možná nejlepší splnění kvalitativních kritérií, tedy především dodržení zadaných tolerovaných rozměrů. Příkladem jednoho z mnoha výsledků je redukovaná deformace dílu Rám P 10 C na obr. 6.

4. Závěry vyplývající z analýz provedených pomocí systému VARIMOS® Virtual

Optimalizační analýza potvrdila: 

  1. Správnost reálně používaných parametrů vstřikování ve firmě Plast FormService s.r.o. (na rozdíl od některých parametrů doporučovaných výrobcem PA). Zvl. vysoká teplota taveniny okolo 310°C velmi pozitivně ovlivňuje velikost zbytkového vnitřního napětí v dílu.
  2. Všechny vypočítané deformační hodnoty jsou obdobné a dokládají, že nelze technologicky dosáhnout některých výkresových tolerancí a je nutné použít chladicí přípravky pro snížení deformací.
  3. Zásadní vliv na deformace má především vlastní konstrukce výrobku a přítomnost skleněných vláken v polymerní matrici.

Plasty Gabriel s.r.o.
Mezihoří 262
66434 Moravské Knínice

www.cadmould.cz

Videopřednáška k dispozici zde.

Výkon pro bezpečnost - samos® PRO COMPACT

Výkonné kontroléry nové generace samos®PRO COMPACT jsou dalším členem portfolia bezpečnostních produktů společnosti Wieland Electric. Se svojí šířkou pouhých 45 mm se tyto kontroléry hodí k...