PRZETWÓRSTWO TWORZYW SZTUCZNYCH
Systemy CAE w projektowaniu przetwórstwa tworzyw sztucznych – wpływ parametrów wtryskiwania na jakość formowanych wyprasek.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie symulacji komputerowej procesu formowania wtryskowego z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania Moldflow. Analiza wyników symulacji pozwoli lepiej zrozumieć zjawiska zachodzące w kanałach i gnieździe formy wtryskowej podczas przetwórstwa. Pozwoli także ocenić wpływ parametrów wtryskiwania na jakość formowanych kształtek (wyprasek) wtryskowych.
Techniki symulacji procesu wtryskiwania
Do programów przeznaczonych do symulacji wtryskiwania należy np. program Moldflow. Symulacje przepływu tworzywa w gnieździe i kanałach doprowadzających wykonywane są w oparciu o metodę elementów skończonych a obliczenia związane z wymianą ciepła – o metodę różnic skończonych. Program oferuje 3 rodzaje technik dyskretyzacji (podziału modelu na elementy skończone) i symulacji modeli wypraski tj.:
Technika powierzchni środkowej (ang. Midplane)
Technika powłoki (ang. Dual Domain)
Technika modelu 3D
Kolejne etapy w symulacji procesu formowania wtryskowego to:
1. Import geometrii gniazda formy
2. Dyskretyzacja modelu gniazda formy,
3. Dobór tworzywa sztucznego
4. Ustalenie optymalnego punktu wtryskiwania
5. Budowa układu zasilania wypraski,
6. Projektowanie układu chłodzenia wypraski
7. Projektowanie bloku matrycy i stempla dla wymiany ciepła
8. Wybór typu analizy (np. faza wtrysku + faza docisku)
9. Ustalenie okna przetwórstwa procesu - ustalenie warunków brzegowych procesu wtryskiwania (wstępne ciśnienia, temperatury, czasy)
10. Przeprowadzenie obliczeń
11. Analiza wyników w postprocesorze programu
12. Generowanie raportów z analizy
Parametry niezmienne:
Tformy, Twtrysku,
[oC]
Konfiguracja parametrów symulacji istotnych dla etapu docisku
Mak. wartość skurczu objętościowego [%] / obszar występowania maks. wartości
Maks. wartość naprężeń ścinających / obszar ich występowania
Temperatura płynącego czoła tworzywa (oC -zakres)
Wymagane ciśnienie wtrysku / ciśnienie docisku
Wskaźnik zapadów dla poszczególnych obszarów wypraski
Uwagi
Tf=50
Tw=220
td=3s
tw=0,7s
15,3%-14,58% środek łopatek
17,79 [MPa]
wlew
219,9-220,2
pd=75%pf
2,645%
0,9460%
Wartość czasu docisku jest za krótka
td=8s
10,95%-12,84%
środek łopatek
1,141%
-1,052%
td=18s
9,123%-10,39%
17,79[MPa]
0
-0,7%
Skurcz nie rośnie po zaprzestaniu docisku
Tf=23
8,388%-10,37%
18,16[MPa]
0,227%
-0,49%
Wzrosło ciśnienie
Dzięki systemom CAE uzyskuje się znaczne skrócenie czasu od zlecenia do wykonania rzeczywistego wyrobu przy jednoczesnym zminimalizowaniu kosztów wykonania. W znacznym stopniu zmniejszona zostaje ilość prób i wykonywanych prototypów. W fazie projektu można dokonać oceny wykonalności, określić problemy, które mogą się pojawić i związane z tym koszty, co daje możliwości wykonania zmian konstrukcyjnych i wstępnego przeanalizowania opłacalności produkcji. Przy ...
mechanikk