C7 Curs PAM 1

Simularea curgerii

OPTIMIZAREA UMPLERII CUIBURILOR MATRITELOR UTILIZIND PROGRAME DE SIMULARE ASISTATE DE CALCULATOR

Curs PAM 2C7

Scopul simulării proceselor de injecţie

� -eliminarea rebuturilor� -creşterea calitătii pieselor injectate� -diminuarea timpului de fabricaţie� -diminuartea costurilor de fabricaţie

Curs PAM 3C7

Metode asistateMetode asistate

ManagementulManagementul TehnologiaTehnologia ProiectareaProiectarea FabricaţiaFabricaţia

SimulareaSimularea OptimizareaOptimizarea CAECAE CADCAD CAMCAM

Curs PAM 4C7

Programe de simulare a curgerii� MOLDFLOW� Definire : MOLDFLOW este un program C.A.E. special proiectat pt.optimizarea

procesului de injectare a reperelor din mase plastice � Programul contine :� 1)Importarea sau modelarea cavitatiilor� 2)selectarea din baza sa de date a materialului plastic utilizat� 3)simularea si optimizarea umplerii cavitatiilor� 4)simularea si optimizarea compactizarii cavitatiilor� 5)modelarea circuitelor de temperare si a placilor de cuib ale matritei� 6)simularea si optimizarea racirii cavitatiilor� 7)simularea si determinarea deformatiilor piesei injectate� 8)determinarea cauzelor deformatiilor majore si eliminarea lor� Moldflow este o unealtã de simulare a curgerii maselor plastice utila pentru

proiectantul care vrea sa se asigure de fabricarea corecta a modelelor prin injectie.

� El aduce o sumedenie de informatii despre materialele plastice si procesul de injectare a materialelor plastice.

� Cu modulul Moldflow, o expertiza asupra injectiei este disponibila in fiecare faza a proiectarii modeului. Nu e nevoie ca proiectantul sa aiba cunostinte speciale de mase plastice sau de injectarea maselor plastice. Rezultatele optimizarii cu MOLDFLOW conduce la o mai buna calitate a produselor .

Curs PAM 5C7

Etape

� ETAPA 1: Modelarea cavitatii modelului� Modelarea suprafetelor cavitatii modelului se

poate face fie prin construire acestora in MOLDFLOW-MODELLER, fie prin importarea unui model CAD 3D pt. care se face apoi o transformare a acestuia intr-un model 3D format dintr-o retea de noduri si elemente triunghiulare numita MESH MODEL

Curs PAM 6C7

� ETAPA 2: Transformarea retelei� Transformarea retelei se realizeaza intr-o suprafata

mediana si optimizarea acesteia prin atribuirea fiecarui element o grosime de perete, verificarea orientarilor si a formei triunghiulare a elementelor retelei suprafetei mediane

� Programele utilizate de MOLDFLOW pt. efectuarea analizelor necesita realizarea unui plan median sub forma de retea de noduri si de elemente triunghiulare care reprezinta bazele de calcul pt. efectuarea analizelor, calculul facandu-se in fiecare nod al retelei si pe mai multe straturi (10-20) pe adincimea grosimii de perete a fiecarui element.

� Reteaua de elemente a modelului trebuie optimizata pt. ca rezultatele calculelor analizelor sa fie cit mai corecte si mai reale. Astfel pt. fiecare element al retelei trebuie:� 1)atribuita grosimea de perete� 2)optimizata orientarea elementelor retelei� 3)eliminarea defectelor cum ar fi: sparturi, suprapuneri si intersectari

de elemente, elemente neorientate, …� 4)verificarea formei elementelor triunghiulare (inaltimea triunghiurilor

=max.6 pt.umplere sau max.3 pt. racire)

Curs PAM 7C7

� ETAPA 3: Determinare pozitiilor optime a digurilor pecare programul o face pentru materialul ales din baza de date si luind in calcul urmatoarele aspecte:� a)procesabilitatea injectarii piesei� b)umplerea extremitatilor piesei in acelasi timp si la o presiune

minima� c)lungimea drumurilor de curgere si rezistenta la curgere cit mai

mica� d)variatia grosimilor de pereti

� ETAPA 4: Modelarea conditiilor reale de injectare in vederea simularii umplerii. In acesta etapa se stabilescnumarul digurilor, pozitia lor si se dimensioneaza culeeasi reteaua de alimentare

Curs PAM 8C7

� ETAPA 5:Calculul conditiilor optime de injectare pecare programul o face tinind cont de urmatoarele date:� a)geometria piesei injectate� b)conditiile de injectare (culee ,diguri ,retea )� c)caracteristicile materialului ales din baza de date

� ETAPA 6: Echilibrarea si verificarea dimensionala a retelei de alimentare

� In functie de parametrii optimi ai procesului de injectare stabiliti anterior, de presiunea maxima admisa in sistemul de alimentare si de volumul de material ce strabate fiecare sectiune a culeii, a retelei si a digurilor, programul face o analiza revizuind toate dimensiunile sistemului de alimentare

Curs PAM 9C7

� ETAPA 7: Analiza simularii umplerii cuibului matritei in care intoducindu-se ca si date de intrare conditiile de injectare optime determinate anteriorprogramul afiseaza sub forma de diagrame numeroase date importante cum ar fi:

� a)avansarea a fronturilor de curgere in timp si umplerea dinamica a cuibului matritei

� b)diagrama distributiei presiunii interne din cuibul matritei � c)diagrama variatiei temperaturilor fronturilor de curgere in momentul

umplerii� d)diagrama variatiei grosimii stratului solidificat� e)pozitia capcanelor de gaze � f)pozitia liniilor de sudura� g)diagrama distributiei presiunii interne in faza de comutare� h)diagrama distributiei timpului de racire � i)diagrama distributiei tensiunilor de forfecare� j)diagrama distributiei vitezelor de forfecare� Pentru evaluarea calitatii umplerii se poate concepe un tabel de apreciere

in care se pot compara principalele date caracteristice rezulate in urmaefectuarii mai multor analize comparative .

Curs PAM 10C7

� ETAPA 8 Optimizarea umplerii pt. conditiile de injectare care sa satisfaca criteriile de apreciere ale calitatii umplerii precizate in anterior� Pt optimizarea umplerii cavitatii matritei se fac in mod iterativ mai multe

analize ale umplerii modificind la fiecare analiza unul din parametriiprincipali ai procesului de umplere in domeniul calculat de program ca si limitele extreme pt.: temperatura matritei, temperatura topiturii si timpulde injectare.

� Dupa mai multe iteratii s-au obtinut urmatorii parametriiprincipali ai procesului de injectare care determina o umplereoptima:

� ETAPA 9 Efectuarea analizei compactizarii cu presiuneconstanta .

� In aceasta etapa se va efectua analiza compactizarii modeluluidupa efectuarea umplerii optime a acestuia din materialul ales

Curs PAM 11C7

� ETAPA 10 Efectuarea optimizarii compactizarii cu prof il de presiune descrescator .

� Din diagrama variatiei temperaturiilor in timp in mai multe puncte de pe suprafetele modelului se pot determina datele necesare optimizarii compactizarii care sa tina cont de urmatoarele aspecte:� se va determina o presiune de compactizare maxima constanta pe o

anumita perioada de timp dupa care se va aplica pe o alta peroada de timp o presiune de compactizare descrescatoare si astfel rezulta un profil de presiune de compactizare descrescator

� profilul de presiune de compactizare descrescator are ca scop uniformizarea variatiilor contractiilor volumice pt. a se obtine valori cit mai apropiate ale contractiei volumice din zonele apropiate digurilor de injectare si din zonele extreme ale modelului ,unde contractiile volumice sint maxime.(vezi diagrama variatiilor contractiei voliumice)

� se vor determina timpii optimi ai fazei de compactizare dupa un profil de presiuni de compactizare descrescatori astfel incit:

� timpul de aplicare a presiunii constante este egal cu timpul necesar pt. zonele de la sfirsitul umplerii sa ajunga la temperatura de solidificare=No flow temperature

� timpul de aplicare a presiunii descrescatoare este egal cu timpul necesar ca digurile sa ajunga la temperatura de aruncare =Ejection temperature

� timpul de racire este timpul in care presiunea de compactizare este zero si in care toate zonele modelului s-au racit la temperatura de aruncare

Curs PAM 12C7

Studiu de caz� 1. Import CAD model� -pozitionare cursor pe C\Program Files� -se deschide File : Import Cad Model� Observatie.: desen cu extensie STL� -se incarca desenul (0-100%)� -Apare: [STL]Nume piesa� 2.Creeare retea� -dublu clic pe Nume piesa: apare TRANSLATOR WIZARD� Calea utilizata:� -se alege unitatea de măsură (se recomandă mm)-NEXT� -se alege Number of elements (numar de elemente ale reţelei)-sau se allege

Edge length (lungimea laturii)-NEXT� -apar 3 posibilitati:

� Translate the model now (incarcare model acum)� Add the job to the queue (adauga modelul la biblioteca)� Submit the job later (amanare incarcare model)

� -FINISH → apare New mesh -→dublu clic→se incarca reteaua (marginilepictogramei se coloreaza in verde)

Curs PAM 13C7

� Alegerea condi ţiilor� -din Insight sau clic dreapta pe New mesh→Assign boundary

conditions (alegerea conditiilor) →apare reteua si in dreaptaecranului tipurile de conditii care pot fi considerate:

� Polimer injection location� Runner dimensions constrains� Valve gate groups � Select pressure control point� Warpage constrains

� -Polimer injection location (punctual de injectie) →clic pictogramadin dreapta ecranului→se amplaseaza punctual pe piesa

� Observatie : corectarea amplasarii punctului de injectie se realizeaza in felul urmator: se pozitioneaza mousul pe punctual ales apoi cu clic dreapta DELETE

� -SAVE –se salveaza obligatoriu →in arbore apar ramurilerealizate

Curs PAM 14C7

� 3. Alegerea materialului� -pozitionare pe ultima ramura din arbore si din Insight

sau clic dreapta se allege Prepare analysis (pregatesteanaliza)

� -apare Select the material to anlyse (selectare material) de unde se alege materialul si firma de unde se achizitioneaza. Se poate realiza:� Material selection (selectie material) din baza de date� Material Search (cautare material) – cand se doreste un anumit

tip� Material Details (detalii despre material)� Material Model (tipul de model de material)

� -Dupa selectare→apare in arbore tipul de material ales

Curs PAM 15C7

� 4.Realizare analiza� -NEXT →Analise to run:

� FLOW (curgere)� COOL (racire)

� -OK→Select the type of the analyse you wish to run � Full flow� Filling only� Runner balance� Molding window� Gate location

� Pentru Filling only� -NEXT→Please select a boundary condition (conditii la limita)t:� -Mold temperature (temperature matritei)� -Melt temperature (temperatura materialului)� -NEXT→

� Velocity phase (alegerea vitezei) si� Pressure phase (alegerea presiunii)

� -NEXT→ Type a brief description of your analyse (scrieti o scurta denumire a analizei)]

� Job submission � Run the analyse now� Add the job to the queue (adauga modelul la biblioteca)� Submit the job later (amanare incarcare model)� Prepare a subsequent analyse (pregateste o alta analiza)

� -FINISH→apare in arbore numele dat si incepe analiza→final analiza cand culoareala pictograma este bine definita

Curs PAM 16C7

� 5. Rezultate� Frozen- procent strat solidificat� Cooling time- timp de racire� Bulk shear- viteza de forfecare� Bulk stress- tensiuni de forfecare� Pressure- presiune� Temperature- temperatura fronturilor de curgere� Fill time- timp de umplere� Instant temperature- temperature de umplere la un moment dat� Air traps- Bule de aer� Pressure drop- Linii de sudura� Pressure at switch over- presiunea de comutare