Outils de moulage par injection conçus de manière optimale à l'aide de la simulation

La répartition de la température sur le noyau du moule en acier de moulage standard initialement prévu (à gauche), ainsi que les inserts de noyau en CuBe B2 (au centre) et Moldmax HH (à droite).

Pour les composants de haute technicité, la configuration optimale de l'outil est d'une importance capitale pour produire des pièces de haute qualité dans des processus stables. Avec l'aide de SIGMASOFT® Virtual Molding, les fabricants d'outils testent leurs concepts à l'avance sur une machine d'injection virtuelle. De cette manière, ils déterminent la configuration idéale de l'outil avant même que l'acier ne soit usiné.

Lors de l'Expo Moulding 2019 (21-24 mai 2019 à Stuttgart), SIGMA Engineering GmbH d'Aix-la-Chapelle présente la technologie SIGMASOFT® Virtual Molding. Dans le hall 7, stand 7E15, SIGMA montre comment le logiciel aide, dès une étape précoce de conception, à analyser et évaluer les outils d'injection et les concepts de refroidissement. Il soutient ainsi l'utilisateur dans la recherche de la combinaison optimale entre l'alliage de l'outil et le concept de refroidissement. Cela permet au fabricant d'outils de produire des outils qui fabriquent dès le départ de bonnes pièces sur la machine.

Dans un cas pratique pour une application automobile, l'outil a d'abord été conçu avec un acier de moulage commercial. Afin d'éviter des retouches coûteuses de l'outil, toute la configuration – y compris tous les composants de l'outil et leurs alliages respectifs – a été modélisée dans SIGMASOFT®. La simulation fonctionne comme une machine d'injection virtuelle et calcule une phase de chauffage ainsi que plusieurs cycles d'injection pour atteindre un état thermiquement stable. L'analyse de l'outil thermiquement stabilisé a révélé des points chauds dans certains noyaux d'outils (voir image 1, à gauche), où la température était jusqu'à 30 °C plus élevée que dans le reste de la cavité. Pour obtenir une répartition plus uniforme, différentes solutions possibles ont été simulées et évaluées avec SIGMASOFT® Virtual Molding.

En raison du concept global de l'outil, la solution privilégiée a été d'échanger l'acier de moulage utilisé contre une alliage à haute conductivité, plutôt que d'ajouter des canaux de refroidissement. Des essais virtuels ont été menés avec des inserts en CuBe B2 et Moldmax HH. Comme dans la première analyse, ces essais ont également été calculés avec une phase de chauffage et plusieurs phases d'injection pour atteindre un état thermiquement stabilisé. Enfin, la distribution de température des noyaux a été comparée pour les trois matériaux. Les deux alliages à haute conductivité montrent une répartition de température significativement améliorée et plus uniforme (image 1, au centre et à droite). Étant donné que les températures atteintes avec les deux alternatives se situent dans la même gamme, elles constituent toutes deux une solution satisfaisante pour éviter les points chauds. Grâce aux résultats de la simulation, l'outil a pu être fabriqué immédiatement avec des noyaux à haute conductivité, ce qui constitue la base d'un processus stable.

SIGMASOFT® permet à ses utilisateurs d'analyser et d'évaluer facilement la configuration prévue de leur outil, avant même sa fabrication. Avec l'aide du logiciel, les utilisateurs identifient les zones thermiquement critiques et examinent différentes approches pour améliorer l'outil et rendre le processus d'injection plus stable. De cette manière, ils économisent des coûts et évitent des retouches sur l'outil entre les essais en machine.