Optymalizacja narzędzi do wtrysku za pomocą symulacji

Rozkład temperatury na rdzeniu formy wykonanym z początkowo planowanej zwykłej stali narzędziowej (po lewej), a także z wkładkami rdzenia z CuBe B2 (środek) i Moldmax HH (po prawej). / Temperature distribution on the mold core for the initially planned common mold steel (left), as well as the core inserts out of CuBe B2 (middle) and Moldmax HH (right).

Pro najbardziej zaawansowane komponenty techniczne optymalna konfiguracja narzędzia ma kluczowe znaczenie, aby produkować wysokiej jakości wyroby w stabilnych procesach. Dzięki SIGMASOFT® Virtual Molding producenci narzędzi testują swoje koncepcje z wyprzedzeniem na wirtualnej maszynie do wtrysku. W ten sposób określają idealną konfigurację narzędzia jeszcze przed obróbką stali.

Na Moulding Expo 2019 (21-24 maja 2019 w Stuttgarcie) firma SIGMA Engineering GmbH z Akwizgranu prezentuje technologię SIGMASOFT® Virtual Molding. W hali 7, stoisko 7E15, SIGMA pokazuje, jak oprogramowanie na wczesnym etapie projektowania pomaga analizować i oceniać narzędzia do wtrysku i koncepcje termiczne. W ten sposób wspiera użytkownika w znalezieniu optymalnej kombinacji stopu narzędziowego i koncepcji termicznej. Dzięki temu oprogramowanie umożliwia producentowi narzędzi produkcję narzędzi, które od początku zapewniają dobre wyroby na maszynie.

W przykładzie zastosowania dla branży motoryzacyjnej narzędzie początkowo zaplanowano z użyciem zwykłej stali formierskiej. Aby uniknąć kosztownych poprawek narzędzia, cała konfiguracja – łącznie ze wszystkimi komponentami narzędzia i ich odpowiednimi stopami – została odtworzona w SIGMASOFT®. Symulacja działa jak wirtualna maszyna do wtrysku i oblicza fazę nagrzewania oraz kilka cykli wtrysku, aby osiągnąć stan termicznej stabilizacji. Analiza termicznie ustabilizowanego narzędzia ujawniła gorące punkty w niektórych rdzeniach narzędzia (zobacz obraz 1, po lewej), gdzie temperatura była nawet o 30°C wyższa niż w reszcie komory. Aby uzyskać bardziej równomierny rozkład, symulowano i oceniono różne możliwe rozwiązania za pomocą SIGMASOFT® Virtual Molding.

Ze względu na ogólną koncepcję narzędzia, preferowanym rozwiązaniem było zastąpienie używanej stali formierskiej wysokprzewodzącym stopem, zamiast dodawania dodatkowych kanałów chłodzących. W tym celu przeprowadzono wirtualne próby z wkładkami narzędziowymi z CuBe B2 i Moldmax HH. Podobnie jak w pierwszej analizie, te próby również obliczono z fazą nagrzewania i wieloma fazami wtrysku, aby osiągnąć stan termicznej stabilizacji. Na końcu porównano rozkład temperatury na rdzeniach dla wszystkich trzech materiałów. Oba wysokoprzenikliwe stopy wykazały znacznie lepszy i bardziej równomierny rozkład temperatury (obraz 1, środek i prawa strona). Ponieważ temperatury osiągane w obu alternatywach mieszczą się w tym samym zakresie, oba rozwiązania są satysfakcjonujące, aby uniknąć gorących punktów. Na podstawie wyników symulacji narzędzie można było od razu wyprodukować z wysokoprzenikliwymi rdzeniami, co stanowi podstawę do stabilnego procesu.

SIGMASOFT® umożliwia swoim użytkownikom łatwą analizę i ocenę planowanej konfiguracji narzędzia jeszcze przed jego wybudowaniem. Dzięki temu oprogramowaniu użytkownicy identyfikują krytyczne termicznie obszary i sprawdzają różne rozwiązania, aby ulepszyć narzędzie i uczynić proces wtrysku bardziej stabilnym. W ten sposób oszczędzają koszty i unikają poprawek narzędzia podczas prób na maszynach.