Orientacja włókien w wtryskiwaniu: Więcej przejrzystości

Obraz 1 – Prognoza orientacji włókien w SIGMASOFT® / Figure 1 – Prediction of fiber orientation in SIGMASOFT®

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wzmocnione włóknem elementy z tworzyw sztucznych, rośnie również potrzeba dokładnych modeli materiałowych, aby przewidzieć ich właściwości mechaniczne. Modele te zależą również od dokładności przewidywanej orientacji włókien z symulacji wtrysku. Menedżer produktu SIGMASOFT® Timo Gebauer wyjaśnia na konferencji Kunststoffe + SIMULATION warunki konieczne do precyzyjnego przewidywania orientacji włókien.

Zapytanie o wzmocnione włóknem tworzywa sztuczne stale rośnie, głównie napędzane przez przemysł motoryzacyjny. W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na lżejsze pojazdy o mniejszym zużyciu paliwa, projektanci poszukują substytutów metali, które oferują lepszą sztywność w stosunku do masy.

Z wagą jako krytycznym parametrem, najwyższym priorytetem przy projektowaniu elementów wzmocnionych włóknem jest unikanie nadmiernego wymiarowania. Dlatego szczególnie ważne są niezawodne modele materiałowe do symulacji strukturalnej, które dokładnie przewidują zachowanie elementu pod obciążeniem statycznym i dynamicznym.

To zachowanie jest w dużej mierze determinowane przez procesowo indukowaną orientację włókien. Właściwości mechaniczne elementu wtryskowego zmieniają się lokalnie w zależności od orientacji włókien, która wynika z procesu wypełniania formy. Istotne jest również położenie szwów łączeniowych w elemencie, ponieważ tam wytrzymałość jest mniejsza. Wymiarowanie zależy również od symulacji wtrysku i jej zdolności do przewidywania orientacji włókien.

Orientacja włókien jest wynikiem, który obecnie jest dostępny w większości komercyjnych pakietów symulacyjnych. Czasami jednak przewidywana orientacja różni się bez wyraźnego powodu od pomiarów.

Na konferencji Kunststoffe + SIMULATION 2015, organizowanej przez wydawnictwo Hanser Verlag, która odbędzie się w dniach 22-23 kwietnia w Monachium, menedżer produktu SIGMASOFT®, inż. Timo Gebauer, omówi temat orientacji włókien w swoim referacie zatytułowanym „Obliczanie orientacji włókien – czy to może działać?”.

„Modele używane do obliczania orientacji w symulacji procesu często nie są w pełni zrozumiane. Dodatkowo rzadko uwzględnia się wszystkie parametry wejściowe i zmierzone wartości modelu konsekwentnie,” wyjaśnia Gebauer. „To prowadzi do błędnych interpretacji i niedokładności.”

W prezentacji zostaną przedstawione wyzwania związane z obliczaniem orientacji włókien w symulacji wtrysku. Klasyczne modele przewidywania i ich parametry wejściowe zostaną omówione, podobnie jak zmierzone dane materiałowe i ich wpływ na wyniki symulacji.

„Prezentacja zapewni użytkownikom lepszy przegląd symulacji wtrysku i zilustruje niezbędne warunki do precyzyjnego przewidywania orientacji włókien,” wyjaśnia Gebauer.