- Traduit avec IA
Le moulage virtuel réduit les coûts dans le traitement des élastomères
Une histoire de réussite dans l'application de Sigmasoft® pour la fabrication de pièces en élastomère
Bild 1: Die Sigmasoft® Virtual Molding Technologie kann die Temperaturverteilung in einem Elastomerwerkzeug zuverlässig vorhersagen. / Figure 1 : La technologie de moulage virtuel Sigmasoft®, permet de prédire la répartition de la température dans un moule en caoutchouc complet.
Dans un outil à 48 cavités, la technologie de moulage virtuel disponible avec Sigmasoft® a permis de réduire le volume de la canalisation de 47 % et de raccourcir le cycle de 30 secondes.
La conception d'outils en élastomère est encore aujourd'hui associée à des essais coûteux. Des aspects tels que le concept de thermorégulation ou le système de canalisations, ainsi que le choix des matériaux, sont généralement déterminés par expérience ou supposition, et les paramètres du processus ne sont fixés qu'une fois l'outil construit. Souvent, l'outil doit être retravaillé, et le processus est loin de l'optimum, ce qui entraîne une perte d'énergie et de matériaux.
Sigmasoft® change fondamentalement cela avec sa technologie de moulage virtuel, car elle modélise précisément l'ensemble de l'outil sur plusieurs cycles, y compris toutes les informations sur les matériaux et les composants de l'outil. Le moulage virtuel a été développé pour soutenir la conception des pièces et des outils ainsi que le développement du processus, permettant toutes les itérations sur ordinateur, sans consommation de matières premières, machines ou personnel. La cause des problèmes de production devient transparente, et le potentiel d'amélioration est clair.
La société Aspem Ferramentaria, Brésil, a pu, grâce au moulage virtuel, optimiser un outil à 48 cavités avec une surface de traitement de 700 x 550 mm². L'objectif était d'analyser le concept de thermorégulation et de découvrir des possibilités d'économie de matériaux.
Dans un premier temps, le comportement thermique de l'outil a été examiné. Le concept complet de l'outil, avec tous ses composants et éléments de thermorégulation, a été intégré dans la simulation avec Sigmasoft® et, comme dans la réalité, plusieurs cycles ont permis de fabriquer virtuellement des pièces.
L'efficacité du concept de thermorégulation est illustrée par la distribution de température dans l'image 1. Elle montre la répartition de la température après 340 secondes de cycle. Il est évident que les cavités dans les quatre coins ont une température moyenne inférieure à celle des autres. Les pièces fabriquées au centre de l'outil ont atteint un T90 en 310 secondes ; dans le même temps, les pièces aux coins n'auraient atteint que 75 % de leur degré de réticulation. Il a finalement été décidé d'éliminer ces 4 cavités pour éviter le gaspillage de matériau. De plus, cela a permis de réduire la durée totale du cycle de 340 à 310 secondes.
Ensuite, une tentative a été faite pour réduire encore la consommation de matériau. Dans ce cas, un canal froid a été utilisé et la possibilité de réduire le diamètre de la canalisation a été estimée. Lorsqu'on réduit la canalisation, il est important de noter qu'un diamètre plus petit augmente la pression nécessaire et le cisaillement, ce qui peut entraîner une dégradation du matériau dans la cavité. Le réseautage joue également un rôle critique, car avec un rapport plus grand entre la surface et le volume, le temps nécessaire pour la réaction diminue.
Avec Sigmasoft®, plusieurs itérations ont permis d'examiner les paramètres de cisaillement critique, de réseautage et de pression nécessaire, aboutissant finalement à une conception de canalisation avec 47 % de matériau en moins. Le volume de la canalisation a été réduit de 159 cm³ à 75 cm³ (image 2). La consommation de matériau a été diminuée de 89 g par cycle. Avec un cycle total de 360 secondes sur 24 heures et un coût de matériau de 4,95 EUR par kg, une économie annuelle de 25 587 EUR a été réalisée.
« L'expérience montre que les projets et processus peuvent être analysés en amont. Lorsque l'expertise technique et la simulation entrent en jeu ensemble, un gain durable peut être obtenu », explique Luciana Steuwe, ingénieure chez Sigmasoft® au Brésil, qui a dirigé le projet. « L'ensemble du projet, de l'analyse thermique de l'outil à la réduction du volume de la canalisation, en passant par le choix du nombre de cavités, a pu être réalisé en 4 jours. »
SIGMA Engineering GmbH
52072 Aachen
Allemagne
