Virtuális formázással pontosan és gyorsan a maszkgyártáshoz

A rögzített szerszámoldal (balra) és a mozgó oldal (jobbra) 180 °C-on tíz ciklus után stabilizálódott. / A rögzített (bal) és a mozgó platen (jobb) 180 °C-on tíz ciklus után stabilizálódott.

Április eleje óta a SIGMA Engineering, az Arburg és számos más partner együttműködése egy új projekten dolgozik a koronavírus terjedésének megakadályozására. Most már nagy erőkkel folyik az LSR-ből (folyékony szilikon gumi) öntött maszkok gyártása. A SIGMASOFT® Virtual Molding segítségével többek között a befecskendező pontokat, nyomásigényt, hőmérsékleti eloszlást, levegőzárakat és az LSR anyag hálózatosodását határozták meg és optimalizálták.

A németországi Aachenből származó SIGMA Engineering GmbH („SIGMA”) részt vett egy vállalatokon átívelő projektben, amely egy többfunkciós szájat és orrot fedő maszkot fejleszt a koronavírus terjedésének megakadályozására.

„A nyilvánosság és saját munkatársaink nagy kereslete a védőmaszkok iránt ezt az együttműködést egy üdvözlendő projektté tette” – mondja Thomas Klein, a SIGMA ügyvezető igazgatója a jelenlegi helyzetről. „A sikeres és fókuszált együttműködésnek köszönhetően olyan partnerekkel, mint az Arburg és a Polar-Form, rövid idő alatt szimulálni tudtuk az egész LSR-formázási folyamatot, és optimalizáltuk a konstrukciót egy biztonságos és hatékony folyamat érdekében.”

Több mint csak egy megvalósíthatósági elemzés

A maszkok zökkenőmentes gyártásához Tobias Sonntag, a SIGMA projektmérnöke a SIGMASOFT® Virtual Molding segítségével már a szerszám elkészítése előtt megválaszolta a legjobb befecskendező pont kérdését a terméken, a szellőzőrendszert és a hőmérsékleti kialakítást. A folyamatparaméterek és a szükséges hálózatosodási idő előrejelzése is fontos eredmény volt a szimulációból.

„Számos tényezőt vizsgáltunk. A részegység minősége, optikai tulajdonságok, és természetesen a felhasználó biztonsága, egy tökéletes alkatrész révén, levegőzárak és hibák nélkül, állt a középpontban. Ugyanakkor számunkra fontos volt a gyors és erőforrás-kímélő gyártási kialakás is” – mondja Sonntag a projekt és a részegység követelményeiről.

Energiahatékony és erőforrás-kímélő szimulációval

A szerszám beállítási ciklusait már nem becsléssel, hanem a SIGMASOFT® Virtual Molding segítségével pontosan kiszámítják. A gyártási ciklusok pontos előrejelzésével a szerszám termikus stabil állapotáig biztosították a sorozatgyártást. A hőmérsékleti eloszlás pontos ellenőrzése érdekében a szerszámon a hőmérséklet érzékelők számát hatra növelték, és pozíciójukat optimalizálták. Ez lehetővé tette a fűtőpatronok célzott szabályozását. Emellett a forma optimális szigetelése a szükséges energiát minimálisra csökkentette – az energia pazarlását elkerülve.

A szerszám felhelyezésétől a töltés és a termikus folyamatok számításáig a SIGMA 24 órán belül megvalósította a projektet. Összesen négy alkatrész készül a Wacker által gyártott, 180 °C-on öntött, szilikon alapú Elastosil LR 5040 LSR-ből minden ciklusban. A négy üreget szimmetrikus hőképet a tökéletes szigetelés, hat hőmérséklet-érzékelő és szabályozható fűtőpatron segítségével szimulációs úton hozták létre, optimalizálták, majd a Polar-Form valósította meg a formázásban.

„A formának biztonságosan, alkatrész- és folyamatreferenciák nélkül történő kialakítása nyomás alatt a SIGMASOFT® Virtual Molding egyik erőssége” – összegzi Thomas Klein. „A partnerek hatalmas nyomás alatt voltak, mert mindennek azonnal működnie kellett. Annál inkább örülünk, hogy a forma először a számítógépen futott, így elkerülve a hibákat. Ezáltal nagyon gyorsan kialakult egy hatékony folyamat. Köszönet minden partnernek a közös sikerért.”