Vstřikovací formy: Virtual Molding usnadňuje rozhodování při výrobě forem

Obrázek 1 – Simulativní srovnání deformace jádra vyrobeného z karbidu wolframu (vlevo) a z 1.4034 (vpravo) na konci plnění – za konstantních podmínek procesu se jádro z materiálu s nižším modulem pružnosti deformuje třikrát více. / Obrázek 1 – Simulační srovnání deformace jádra vyrobeného z karbidu wolframu (vlevo) a z 420 nerezové oceli (vpravo) na konci plnění dutiny – materiál s nižším modulem pružnosti se při stejných podmínkách procesu deformuje třikrát více.

Obrázek 2 – Zobrazení tlaku tavení ve dvou dutinách s jádry z karbidu wolframu (vlevo) a z 1.4034 (vpravo) – Horní část ukazuje hladinu plnění, při níž se poprvé projeví nerovnováha toku tavení. Na konci plnění (dolní část) je tento jev jasně vidět.

Obrázek 2 – Zobrazení tlaku tavení v dvou dutinách s jádry z karbidu wolframu (vlevo) a z 1.4034 (vpravo) – Horní část ukazuje úroveň plnění, při které se poprvé projeví nerovnováha toku tavení. Na konci plnění (dolní část) je tento jev jasně vidět.

S SIGMASOFT® jsou kromě předpovědí smrštění u plastových dílů také simulovány posuny vložených dílů a deformace nástrojových částí, například jader, během vstřikovacího procesu. Na základě nevyváženého toku taveniny v dutině a mechanických vlastností použitých materiálů simuluje SIGMA deformaci jader z dvou různých nástrojových materiálů ve srovnání.

Jedním z nejdůležitějších rozhodnutí, která musí nástrojáři denně při plánování učinit, je, jaký ocelový materiál použít pro kterou geometrii nástroje, aby mohl být včas objednán. Ať už se jedná o tepelnou vodivost dutiny, průměr výtlačných jehel nebo mechanickou pevnost jádra, SIGMASOFT® Virtual Molding usnadňuje rozhodování.

V SIGMASOFT® jsou všechny materiály nástrojů, například ocel, izolace apod., simulovány s ohledem na jejich tepelné i mechanické vlastnosti. Na základě tepelných vlastností, jako je tepelná vodivost a specifická tepelná kapacita, jsou například při simulaci procesu simulovány fáze zahřívání a ustálení nástroje během několika cyklů s minimální námahou. Kromě toho SIGMASOFT® simuluje, kromě předpovědi smrštění a deformace plastových dílů, také posun vložených dílů a deformaci jader. Tyto výpočty jsou založeny na možných rozdílech v toku taveniny během vyplnění dutiny (nevyvážené plnění) a mechanických vlastnostech použitých materiálů.

SIGMA Plastic Services Inc. (IL), americká dceřiná společnost SIGMA Engineering GmbH, ve spolupráci se dvěma místními firmami, CAVAFORM (FL) a Crafts Technology (IL), simuluje zajímavý projekt týkající se deformace jader při použití dvou různých materiálů. Jedná se o 16nástroj pro vstřikování centrifugačních trubiček. V tomto nástroji jsou pro vnitřní tvarování trubičky umístěny vedle sebe osm jader z wolframkarbidu a osm jader z 1.4034 (takzvaná švédská ocel). Simulační studie vyplnění dutiny ukazují nevyvážené proudění taveniny v dutině, které je způsobeno nesymetrickou geometrií šroubu v oblasti víka trubičky a projevuje se při naplnění na přibližně 85 % (Obrázek 2). Z tohoto nerovnováhy plyne síla, která vede k deformaci jádra během procesu plnění. Díky nižšímu modul elastickosti 1.4034 se jádra z tohoto materiálu deformují třikrát více ve srovnání s deformací jader z wolframkarbidu (Obrázek 1).

Toto je případová studie jednoho z nesčetných detailů ve vstřikovacím nástroji, který někdy i zkušení nástrojáři přehlédnou. Díky promyšlenému použití nabízí SIGMASOFT® Virtual Molding detailní pohled na vstřikovací proces. Případy, jako je uvedený příklad, lze s minimální námahou simulovat a to výhradně na základě termofyzikálních a mechanických jevů, které jsou v simulačním softwaru modelovány a uloženy. Tímto způsobem lze předem vyzkoušet a vyhodnotit změny v nástroji ještě před objednáním běžných nástrojových dílů. Simulace poskytuje silný základ pro rozhodování a podporuje návrh nástroje od samého začátku.