• Úvod
  • Odborné články
  • Nová verzia simulačného software Moldex3D R17 - bližšie k realite výroby plastových dielov

Nová verzia simulačného software Moldex3D R17 - bližšie k realite výroby plastových dielov

  • 02.10.2019
  • Služby
Nová verzia simulačného software Moldex3D R17 - bližšie k realite výroby plastových dielov

V polovici tohto roka bola uvedená na trh nová verzia 17 simulačného softvéru Moldex3D. Dlhodobou snahou výrobcu softvéru Moldex3D - firmy CoreTM Systems Ltd. - je priblíženie simuláciou reálnemu svetu.

Tato snaha probíhá na více úrovních a zahrnuje zlepšení popisu materiálů, zohlednění dynamiky vstřikovacího stroje, implementaci nových výpočetních algoritmů, simulace nových výrobních technologií a další zdokonalení.

SimulPlast  

Obr. 1: Ilustrační obrázek propojení simulací s chováním reálného vstřikovacího stroje

 


Pro vylepšení popisu materiálový charakteristik výrobce softwaru významně investuje do vlastní špičkové laboratoře, která je vybavena nejméně 20-ti laboratorními měřicími přístroji předních světových výrobců. Pro přesné a detailní sledování procesů odehrávajících se během vstřikování výrobce investoval do velice přesné formy, která významně překračuje požadavky kladené na vysoce leštěné díly/formy. Forma je vybavena četnými senzory tlaku a teploty a umožňuje zaznamenat detailní podmínky v dutině formy. Tato data jsou využívána nejen ke kalibraci a zpřesnění vstupních podmínek (zejména chování vstřikovacího stroje), ale také pro zpětné vyhodnocení naměřených materiálových charakteristik a algoritmů použitých v simulacích.

Cílem výrobce softwaru Moldex3D je co nejvíce přiblížit virtuální svět reálnému, což je nutnou podmínkou pro nastupující éru plné automatizace a digitalizace výrobních procesů známou pod názvem Průmysl 4.0. Přiblížení virtuálního a reálného světa je možné pouze za pomoci velmi přesného popisu reality, což je umožněno přesnými laboratorními měřeními, podchycením reakcí vstřikovacích strojů, a také správnými výpočetními algoritmy a rovnicemi popisujícími sledovanou realitu.

Popisy materiálů - nová plniva

V automobilovém průmyslu jsou hojně používány termoplastové kompozity s vláknitým plnivem, které zlepšuje mechanické vlastnosti výrobků. Ve většině případů jsou však vyšší mechanické vlastnosti vykoupeny většími deformacemi dílů. Pokud zákazník požaduje zvýšenou pevnost a tuhost při zachování nízkých deformací, musí využít minerálních plniv, nebo kuliček. Tato plniva potlačují významně deformace dílů, ale na druhou stranu nedosahují hladiny pevnosti a tuhosti, jakou mají vláknitá plniva.

SimulPlast 
Obr. 2: Standartní vlákna vs. plochá vlákna a porovnání jejich průřezu 


V nedávné době vyvinula tokijská společnost Nitto Boseki, společnost specializující se na výrobu textilních a skleněných vláken, nový typ vlákna, které zachovává pevnost a tuhost skleněných vláken, ale zároveň významně potlačuje výsledné deformace dílů. Obvyklý průřez vláken používaných v termoplastových kompozitech je kruhového průřezu. Po letech vývoje firma Nitto Boseki uvedla na trh plochá vlákna, která mají průřez blízký obdélníku. Tento nový typ výztuže nezpůsobuje tak výrazné deformace dílů, a proto je vhodný pro mechanicky zatěžované díly, u nichž jsou požadovány přesné rozměry. Nově vzniklé plnivo však nelze popsat standardními modely, a proto bylo potřeba připravit pro jeho popis nový matematický model. Firma CoreTech Systems ve své laboratoři naměřila finální vlastnosti materiálu, na mikroúrovni popsala charakteristiku vláken zejména pomocí poměru plochosti jeho průřezu a samozřejmě i aspektního poměru délky vlákna a připravila nový materiálový model pro popis jeho chování viz.obr.2. To umožnilo predikovat reálné deformace výsledného dílu pomocí softwaru Moldex3D. Simulace ukazuje snížení deformace dílu cca o 60% - viz. obr.3.

SimulPlast 

Obr.3: Porovnání predikovaných deformací u dílu vyztuženého standardními vlákny (nahoře) a plochými vlákny (dole)

 


Provázané analýzy

Standardní výpočty toku taveniny materiálu plněného zejména vláknitým plnivem jsou prováděny ve dvou krocích. V prvním kroku se vypočítá proudění taveniny a ve druhém kroku na základě získaných výstupů (např. smykových rychlostí, viskozity taveniny, atd.) je dopočítávána orientace plniva. Tato metoda byla v průběhu minulých dvou desetiletí zdokonalována a v současnosti dosahuje Moldex3D jedné z nejlepších přesností orientace vláken z dostupných simulačních softwarů, což je potvrzeno nezávislými testy třetích stran. Standardní simulace neberou v potaz zpětný vliv orientace plniva na tečení taveniny, což může v určitých případech hrát výraznou roli.

Po letech výzkumu firma CoreTech Systems zavedla nové modely výpočtu tečení a orientace plniv do softwaru Moldex3D. Jedná se o pokročilé simulace, kde je pomocí iterací zpřesňován tvar čela postupující taveniny vlivem orientace plniva. Výsledná orientace plniva je pak zpětně ovlivněna pozměněným tokem. Obr.4 znázorňuje, jak se může změnit tvar čela taveniny při plnění dutiny formy vlivem orientace plniva. Výsledné rozdíly v plnění nejenže ovlivní konstrukci formy (pozice vtoků a odvzdušnění), ale také mechanické vlastnosti dílu. Schopnost popsat pomocí simulací co nejreálněji výrobní proces je důležitá zejména v posledních letech, kdy se stále více rozšiřují pokročilé pevnostní výpočty navazující na simulace výrobního procesu.

SimulPlast 
Obr.4: Porovnání tvaru čela proudící taveniny s obsahem vláknitého plniva. Levý obrázek znázorňuje výsledek dosažený standardním postupem (decoupled analýza). Pravý obrázek je výsledek simulace pomocí provázané (coupled) analýzy. 


Odezva vstřikovacího stroje a efekt stlačitelnosti materiálu

S cílem posunout simulace o krok blíže k reálnému světu Moldex3D R17 zavádí vylepšené možnosti implementace skutečného chování vstřikovacích strojů. Do současné doby simulační softwary nebraly v potaz dynamiku vstřikovacího stroje, což mělo za následek "ostřejší" reakce simulace na změny v procesu oproti realitě. V reálných vstřikovacích strojích dochází ke zpoždění reakce na zadaný pokyn, což je dáno např. efektem stlačitelnosti hydraulického systému, stlačitelností taveniny v komoře a v neposlední řadě schopností vyvinout maximální vstřikovací síly a rychlosti v krátkém čase, ne však zcela okamžitě. Všechny tyto vlivy ve výsledku způsobují "pružné" reakce na vydané příkazy. Zmapování tohoto chování pro konkrétní stroj umožňuje simulačnímu softwaru Moldex3D reálněji popsat proces vstřikování a přenést nastavení stroje ze simulací přímo do výroby.

SimulPlast 
Obr.5: Porovnání predikovaných průběhů tlaků a rychlostí (modré křivky) s reálnou odezvou vstřikovacího stroje (žluté a červené křivky) 


Nové moderní uživatelské prostředí Moldex3D Studio

Moldex3D verze 17 přináší nové uživatelské prostředí pro pre- a post-procesing s moderním vzhledem, které spojuje všechny kroky simulace a její přípravy do jediné sjednocené platformy. Ta výrazně zlepšuje rychlost a plynulost zobrazování zejména rozměrných modelů dílů a forem. Uživatelé tak šetří čas při přípravě i vyhodnocování výsledků simulací. U složitých modelových sestav mohou uživatelé jednoduše zapínat a vypínat jednotlivé části dílů, nebo forem. Nová grafická prezentace výsledků přináší rozšířené možnosti zobrazení výsledků. Pomocí nástrojů měření a měřítka ve Studiu mohou uživatelé například přímo měřit hodnoty smrštění dílu a provádět okamžité změny návrhu s cílem kompenzace smrštění. Významným rozšířením možností prezentace simulací je souběžné zobrazení výsledků z různých výpočtů. Moldex3D Studio tak pomáhá urychlit vývoj nových produktů a snížit výrobní rizika.

SimulPlast 

Obr.6: Nové uživatelské pracovní prostředí Moldex3D Studio

 

NAVŠTIVTE NÁS NA VELETRHU MSV V BRNĚ – HALA G1, STÁNEK 89.

Bližší informace o CAE simulačním softwaru pro vstřikování Moldex3D Vám poskytne firma

SimulPlast, s.r.o.
v České republice tel.: +420 603 172 451,  simulplast@simulplast.cz,
ve Slovenské republice tel.: +421 911 427 019, simulplast@simulplast.sk

  • autor:
  • SimulPlast s.r.o.
  • SimulPlast s.r.o.

    SimulPlast s.r.o.

    Poradenstvo. Znižujeme náklady simuláciou procesu vstrekovania, moldflow analýzy,  materiálové poradenstvo. Predaj simulačného software Moldex3D. Školenia, semináre z oblasti vstrekovania plastov.



Mohlo by vás tiež zaujímať



  • MSV 2019 bude veľtrhom technológií a inovácií pre priemysel budúcnosti

    MSV 2019 bude veľtrhom technológií a inovácií pre priemysel budúcnosti

    Šesťdesiaty prvý ročník Medzinárodného strojárskeho veľtrhu návštevníkom opäť ukáže posledné novinky a trendy v oblasti priemyselných technológií. V dňoch 7. až 11. októbra 2019 sa v Brne predstaví viac ako 1 600 vystavovateľov z niekoľkých desiatok krajín celého sveta. Navyše sa chystá...

  • EMO Hannover 2019 - sieťová infraštruktúra mení priemyselnú výrobu

    EMO Hannover 2019 - sieťová infraštruktúra mení priemyselnú výrobu

    EMO sa bude konať od 16. do 21. septembra 2019 v nemeckom Hannoveri. Tento svetový vedúci veľtrh obrábania kovov sa bude opäť raz konať v Nemecku, treťom najväčšom trhu s obrábacími strojmi na svete. „V Hannoveri sa na najväčšom a najobsažnejšom podujatí pre priemyselnú výrobu prezentujú všetci...

  • Arburg na veľtrhu K 2019: Dva pohľady na svet

    Arburg na veľtrhu K 2019: Dva pohľady na svet

    Prítomnosť spoločnosti ARBURG na prednom svetovom veľtrhu K 2019, konajúcom sa od 16. do 23. októbra 2019 v nemeckom Düsseldorfe, sa plne ponesie v znamení tém, ako sú digitalizácia a cirkulárna ekonomika. "ArburgXworld" a "arburgGREENworld" budú predstavovať odpoveď spoločnosti ARBURG na dôležité...