Szerszámok optimal kialakítása szimulációval

A hőmérsékleti eloszlás a szerszámmagon az eredetileg tervezett általános szerszámacélból (balra), valamint a magbehelyezésekkel, amelyek CuBe B2-ből (középen) és Moldmax HH-ból (jobbra) készültek.

Az magas technológiai színvonalú alkatrészek esetében a legoptimálisabb szerszámkonfiguráció rendkívül fontos, hogy stabil folyamatok mellett kiváló minőségű termékeket állítsunk elő. A SIGMASOFT® Virtual Molding segítségével a szerszámgyártók előre tesztelhetik a koncepcióikat egy virtuális fröccsöntő gépen. Ezzel az úttal már a vas megmunkálása előtt meghatározhatják az ideális szerszámkonfigurációt.

A 2019-es Moulding Expo-n (2019. május 21.-24., Stuttgart) a SIGMA Engineering GmbH Aachenből bemutatja a SIGMASOFT® Virtual Molding technológiát. A 7. csarnok 7E15 standján SIGMA megmutatja, hogyan segít a szoftver a korai tervezési szakaszban a fröccsöntő szerszámok és hőmérséklet-szabályozási koncepciók elemzésében és értékelésében. Ezáltal támogatja a felhasználót abban, hogy megtalálja az optimális kombinációt a szerszámötvözet és a hőmérséklet-szabályozási koncepció között. Ez a szoftver lehetővé teszi a szerszámgyártónak, hogy olyan szerszámokat gyártson, amelyek már a gépen kezdettől fogva jó alkatrészeket eredményeznek.

Egy autóipari alkalmazás esetében a szerszámot eredetileg kereskedelmi forgalomban kapható formázóacélból tervezték. Az ár-érték arányos javítások elkerülése érdekében az egész konfiguráció – beleértve minden szerszámalkatrészt és azok megfelelő ötvözetét – a SIGMASOFT®-ben lett felállítva. A szimuláció olyan, mint egy virtuális fröccsöntőgép, és egy felfűtési szakaszt, valamint több fröccsöntési ciklust számít ki, hogy elérje a hőmérsékletileg stabil állapotot. A hőmérsékletileg beállt szerszám elemzése során hot spotokat fedeztek fel egyes szerszámmagokban (lásd 1. kép, bal oldal), ahol a hőmérséklet akár 30 °C-kal magasabb volt, mint a kavitetás többi részében. Az egyenletesebb eloszlás érdekében különböző megoldásokat szimuláltak és értékeltek a SIGMASOFT® Virtual Molding segítségével.

A szerszám teljes koncepciója alapján az előnyben részesített megoldás az volt, hogy a használt formázóacélt magas vezetőképességű ötvözetre cserélik, ahelyett, hogy további hűtőcsatornákat alkalmaznának. Ehhez virtuális próbákat végeztek CuBe B2 és Moldmax HH szerszámrészekkel. Ahogyan az első elemzésnél, ezeknél a próbáknál is egy felfűtési szakaszt és több injektálási ciklust számítottak ki, hogy elérjék a hőmérsékletileg beállt állapotot. Végül összehasonlították a hőmérséklet eloszlását mindhárom anyag esetében a magokon. Mindkét magas vezetőképességű ötvözet jelentősen javított és egyenletesebb hőmérséklet-eloszlást mutat (lásd 1. kép, középen és jobbra). Mivel mindkét alternatíva elért hőmérsékletei ugyanabban a tartományban mozognak, mindkettő kielégítő megoldást jelent a hot spotok elkerülésére. A szimuláció eredményei alapján a szerszám azonnal gyártható magas vezetőképességű magokkal, így stabil folyamat alapját képezi.

A SIGMASOFT® lehetővé teszi felhasználói számára, hogy egyszerűen elemezzék és értékeljék a tervezett szerszámkonfigurációt még a szerszám gyártása előtt. A szoftver segítségével a felhasználók azonosíthatják a hőtechnikai szempontból kritikus területeket, és különböző megoldási javaslatokat tesztelhetnek a szerszám fejlesztése és a fröccsöntési folyamat stabilabbá tétele érdekében. Így költséget takarítanak meg és elkerülik a szerszám utólagos javításait a gépi próbák során.