Szerszámgyártó szerszámok: A Virtual Molding megkönnyíti a döntéseket a szerszámkészítés során

Kép 1 – Szimulációs összehasonlítás a wolframszénkőből (balra) és az 1.4034-es anyagból (jobbra) készült magok deformációjáról a tömítés végén – állandó folyamatfeltételek mellett az alacsonyabb E-modulú anyagból készült mag a töltés végén háromszor jobban deformálódik. / Ábra 1 – Szimulált összehasonlítás a wolframszénkőből (balra) és 420-as rozsdamentes acélból (jobbra) készült magok deformációjáról a térfogat kitöltése végén – az alacsonyabb rugalmassági modulusú anyag háromszor nagyobb deformációt mutat állandó folyamatfeltételek mellett.

Kép 2 – A megolvadási nyomás ábrázolása két vályúban, amelyek magjai volfrám-karbidból (bal oldal) és 1.4034-es acélból (jobb oldal) készültek – A felső képrész mutatja a töltés azon pontját, ahol először látható a megolvadási folyamat egyensúlytalansága. A töltés végén (alsó képrész) ezt egyértelműen meg lehet figyelni.

Kép 2 – A megolvadási nyomás ábrázolása két üregben, amelyek magjai volfrám-karbidból (bal oldal) és 1.4034-es rozsdamentes acélból (jobb oldal) készültek – A felső képmutató a töltés azon pontját mutatja, ahol először látható a megolvadási folyamat egyensúlyhiánya. A töltés végén (alsó kép) ez a jelenség egyértelműen megfigyelhető.

Az SIGMASOFT® segítségével a műanyag alkatrészek zsugorodás-előrejelzésein túlmenően szimulálható a betételemek elmozdulása, valamint a szerszámalkatrészek, például a magok deformációja a fröccsöntési folyamat során. A kavitetésben lévő nem egyensúlyban lévő olvadékáramlás és az alkalmazott anyagok mechanikai tulajdonságai alapján a SIGMA szimulálja két különböző szerszámnyélből készült magok deformációját összehasonlítva.

Az egyik legfontosabb döntés, amit a szerszámkészítők nap mint nap meghoznak tervezés közben, az, hogy melyik acélfajtát használják melyik szerszámgeometria esetén, hogy időben megrendelhető legyen. Legyen szó a kavitetésbe épített hővezetőképességéről, a kilincstengelyek átmérőjéről vagy a szerszámmag mechanikai szilárdságáról, a SIGMASOFT® Virtual Molding megkönnyíti a döntéshozatalt.

A SIGMASOFT® minden szerszámanyag, például acél, szigetelés stb. termikus és mechanikai tulajdonságait együttesen szimulálja. A hővezetőképesség és a fajlagos hőtároló képesség alapján például a folyamat szimulációja során a felmelegedési szakasz és a szerszám beállása több cikluson keresztül minimális erőfeszítéssel modellezhető. Emellett a SIGMASOFT® a műanyag alkatrészek zsugorodásának és deformációjának előrejelzése mellett szimulálja a betételemek elmozdulását és a mag deformációját is. Ezek a számítások a kavitetés töltése közbeni olvadékáramlás esetleges egyensúlytalanságán (nem egyensúlyban lévő töltés) és az alkalmazott anyagok mechanikai tulajdonságain alapulnak.

A SIGMA Plastic Services Inc. (IL), az amerikai SIGMA Engineering GmbH leányvállalata, két helyi céggel, a CAVAFORM (FL) és a Crafts Technology (IL) vállalatokkal együttműködve egy érdekes projektet szimulál a mag deformációjáról két különböző anyag alkalmazásakor. Ez egy 16-szeres szerszám a centrifugálcső fröccsöntéséhez. Ebben a szerszámban a belső kialakítás érdekében nyolc Wolfram-karbidból készült és nyolc 1.4034 (úgynevezett svéd acél) mag van egymás mellett beépítve. A kavitetés töltésének szimulációs vizsgálatai egy nem egyensúlyban lévő olvadékáramlást mutatnak a kavitetésben, amit a szimmetrikus csavargeometria hiánya okoz a fedél területén, és kb. 85%-os töltöttségnél jelentkezik (2. kép). Ez a kiegyensúlyozatlanság erőt eredményez, ami a mag deformációjához vezet a töltési folyamat során. A 1.4034-es acél alacsonyabb rugalmassági modulusának köszönhetően ezek a magok háromszor nagyobb mértékben deformálódnak, mint a Wolfram-karbidból készült magok (1. kép). 

Ez egy példája annak, hogy a fröccsöntő szerszámokban számtalan apró részlet van, amelyeket még tapasztalt szerszámkészítők is néha figyelmen kívül hagynak. A gondosan megtervezett alkalmazás révén a SIGMASOFT® Virtual Molding részletes betekintést nyújt a fröccsöntési folyamatba. Az olyan esetek, mint a bemutatott példában, kis erőfeszítéssel szimulálhatók, kizárólag a termikus-fizikai és mechanikai jelenségek modelljein alapulva, amelyek a szimulációs szoftverben vannak rögzítve. Így a szerszám módosításai előre megtervezhetők és értékelhetők, még mielőtt a szerszámnormákat megrendelik. A szimuláció erős döntéstámogatást nyújt, és segíti a szerszámtervezést a kezdetektől fogva.