Optimalizace vstřikovacích forem pomocí simulace

Rozložení teploty na jádře formy z původně plánované běžné oceli na formy (vlevo), stejně jako s jádrovými vložkami z CuBe B2 (uprostřed) a Moldmax HH (vpravo).

Pro vysoce technické díly je optimální konfigurace nástroje nesmírně důležitá pro výrobu vysoce kvalitních produktů ve stabilních procesech. S pomocí SIGMASOFT® Virtual Molding testují výrobci nástrojů své koncepty předem na virtuální vstřikovací formě. Tímto způsobem určují ideální konfiguraci nástroje ještě před tím, než je ocel opracována.

Na Moulding Expo 2019 (21.–24. května 2019 ve Stuttgartu) představuje společnost SIGMA Engineering GmbH z Aachenu technologii SIGMASOFT® Virtual Molding. V hale 7 na stánku 7E15 ukazuje SIGMA, jak software v rané fázi návrhu pomáhá analyzovat a hodnotit vstřikovací formy a koncepty temperování. Tímto způsobem podporuje uživatele při hledání optimální kombinace slitiny nástroje a konceptu temperování. Software tak umožňuje výrobci nástrojů vyrábět formy, které od začátku produkují kvalitní díly na stroji.

V případové studii pro automobilový průmysl byl nástroj nejprve navržen z běžné formovací oceli. Aby se předešlo nákladným úpravám nástroje, byla celá konfigurace – včetně všech komponent nástroje a jejich odpovídajících slitin – nastavena v SIGMASOFT®. Simulace funguje jako virtuální vstřikovací stroj a vypočítá fázi ohřevu a několik cyklů vstřikování, aby bylo dosaženo teplotně stabilního stavu. Analýza teplotně ustáleného nástroje odhalila horké body v některých jádrech (viz obrázek 1, vlevo), kde teplota byla až o 30 °C vyšší než v zbytku dutiny. Aby se dosáhlo rovnoměrnější distribuce, byly pomocí SIGMASOFT® Virtual Molding simulovány a vyhodnoceny různé možné řešení.

Na základě celkového konceptu nástroje byla preferovaná možnost výměny použité formovací oceli za vysoce vodivou slitinu, místo přidání dalších chladicích kanálů. Pro tento účel byly provedeny virtuální pokusy s vložkami z CuBe B2 a Moldmax HH. Stejně jako v první analýze byly tyto pokusy vypočteny s fází ohřevu a několika fázemi vstřikování, aby se dosáhlo teplotně ustáleného stavu. Na závěr byla porovnána teplotní distribuce na jádrech ve všech třech materiálech. Obě vysoce vodivé slitiny vykazují výrazně zlepšenou a rovnoměrnější teplotní distribuci (obrázek 1, uprostřed a vpravo). Protože dosažené teploty u obou alternativ jsou v podobném rozsahu, představují obě uspokojivé řešení pro zabránění horkým bodům. Díky výsledkům simulace mohl být nástroj okamžitě vyroben s vysoce vodivými jádry, čímž vznikla základna pro stabilní proces.

SIGMASOFT® umožňuje svým uživatelům jednoduše analyzovat a hodnotit plánovanou konfiguraci nástroje ještě před jeho výrobou. Pomocí softwaru identifikují uživatelé teplotně kritické oblasti a ověřují různé řešení, aby nástroj vylepšili a stabilizovali vstřikovací proces. Tímto způsobem šetří náklady a předcházejí úpravám nástroje mezi zkouškami na stroji.