Virtuális öntés költséget takarít meg az elasztomer feldolgozásában

Kép 1: A Sigmasoft® Virtuális Formázási Technológia megbízhatóan előre jelzi egy elasztomerminta hőmérsékleti eloszlását. / Ábra 1: A Sigmasoft® által elérhető Virtuális Formázási Technológia lehetővé teszi egy teljes gumiöntő forma hőmérsékleti eloszlásának előrejelzését.

Kép 2: A vágás, a nyomásigény és a kötés vizsgálatával a Sigmasoft® lehetővé teszi a szerszánméret optimalizálását a gumigyártásban. A szerszán térfogata 47%-kal csökkent. Balra: eredeti kialakítás. Jobbra: a Sigmasoft® által optimalizált kialakítás. / Ábra 2: a vágási sebesség, a nyomásigény és a kötés elemzésével a Sigmasoft® lehetővé teszi a futócsatorna méretének optimalizálását gumibevonatolásban. A futócsatorna térfogata 47%-kal csökkent. Balra: kezdeti futócsatorna elrendezés. Jobbra: optimalizált futócsatorna elrendezés.

Kép 2: A vágás, a nyomásigény és a száradás vizsgálatával a Sigmasoft® lehetővé teszi a kifolyócső térfogatának optimalizálását a gumiöntésben. A kifolyócső térfogata 47%-kal csökkent. Balra: eredeti kialakítás. Jobbra: a Sigmasoft® által optimalizált kialakítás. / Ábra 2: a vágási sebesség, a nyomásigény és a száradás elemzésével a Sigmasoft® lehetővé teszi a futócső méretének optimalizálását a gumiból való öntés során. A futócső térfogatát 47%-kal csökkentették. Bal: kezdeti futócső elrendezés. Jobb: optimalizált futócső elrendezés.

Egy 48-ágyújú szerszám esetében a Sigmasoft® által kínált Virtual Molding technológia alkalmazásával a fúvókák térfogata 47%-kal csökkent, és a ciklusidő 30 másodperccel rövidült meg.

A rugalmas szerszámok tervezése máig költséges próbálkozásokkal jár. Olyan szempontok, mint a hőmérséklet-szabályozási koncepció vagy a fúvóka rendszer, valamint az anyagválasztás általában tapasztalat vagy sejtés alapján történik, és a folyamatparamétereket csak akkor állapítják meg, amikor a szerszám már elkészült. Gyakran szükség van a szerszám utólagos módosítására, a folyamat pedig messze van a tökéletestől, így energiát és anyagot pazarol.

A Sigmasoft® alapvetően megváltoztatja ezt a helyzetet Virtual Molding technológiájával, mivel pontosan modellezi az egész szerszámot több cikluson keresztül, beleértve minden anyag- és szerszámkomponenst. A Virtual Molding a részegység- és szerszámtervezés, valamint a folyamatfejlesztés támogatására lett kifejlesztve, így minden iteráció számítógépen történik, anélkül, hogy nyersanyag-, gép- vagy személyzeti költségek merülnének fel. A gyártási problémák okai átláthatóvá válnak, a fejlesztési lehetőségek egyértelműek.

A Brazil Aspem Ferramentaria vállalat a Virtual Molding segítségével optimalizálta egy 48-ágyújú szerszámot, melynek feldolgozási területe 700 x 550 mm². A cél a hőmérséklet-szabályozási koncepció elemzése és az anyagmegtakarítás lehetőségeinek feltárása volt.

Első lépésként a szerszám hőmérsékleti viselkedését vizsgálták. A teljes szerszámkoncepciót, minden alkatrésszel és hőmérséklet-szabályozó elemmel együtt, beillesztették a Sigmasoft® szimulációba, és ahogyan a valóságban, több cikluson keresztül virtuálisan készültek alkatrészek.

A hőmérséklet-szabályozási koncepció hatékonysága a 1. ábrán látható hőmérsékleti eloszlásban mutatkozik meg. Azt mutatja, hogy a 340 másodperces ciklusidő után a hőmérsékleti eloszlás. Egyértelmű, hogy a négy sarokban lévő ágyúk alacsonyabb átlaghőmérséklettel rendelkeznek, mint a többi. Az alkatrészek, amelyeket a szerszám közepén gyártottak, elérték a T90 értéket 310 másodperc alatt; ugyanebben az időben a sarkokon lévő alkatrészek csak 75%-os kötöttséget értek el. Végül úgy döntöttek, hogy ezeket a négy ágyút megszüntetik az anyagpazarlás elkerülése érdekében. Emellett a teljes ciklusidő 340-ről 310 másodpercre csökkent.

Második lépésként a anyagfelhasználás további csökkentését próbálták elérni. Ebben az esetben hidegcsatornát használtak, és becsülték a fúvóka átmérőjének csökkentésének lehetőségét. A fúvóka csökkentésekor fontos figyelembe venni, hogy a kisebb átlagos nyomásigény és a nyírás növekedése a anyag károsodásához vezethet a fúvókában. A kötöttség kialakítása is kritikus szerepet játszik, mivel a felület és a térfogat arányának növekedésével a reakcióhoz szükséges idő csökken.

A Sigmasoft® segítségével több iterációban vizsgálták a kritikus nyírás, kötöttség és nyomásigény paramétereit, végül 47%-kal kevesebb anyag felhasználásával sikerült fúvóka kialakítást elérni. A fúvóka térfogata 159 cm³-ről 75 cm³-re csökkent (2. ábra). Az anyagfelhasználás 89 g-mal csökkent ciklusonként. Egy 360 másodperces ciklussal, 24 órán át, az anyagköltség 4,95 EUR/kg árfolyamon számolva éves megtakarításként 25 587 EUR-t eredményezett.

„A tapasztalat azt mutatja, hogy a projektek és folyamatok előzetes elemzése lehetséges. Ha a műszaki tapasztalat és a szimuláció összekapcsolódik, fenntartható nyereség érhető el” – magyarázza Luciana Steuwe, a Sigmasoft® mérnöke Brazíliában, aki a projektet irányította. „Az egész projekt, a hőtechnikai szerszámanalízistől a fúvókatérfogat csökkentéséig, a fúvóka számának kiválasztásáig mindössze 4 nap alatt végrehajtható volt.”