Przykład Automotive: Szybciej do sukcesu z Virtual Molding

Bild 1: Hochpräzises Motorbauteil mit großen Wanddicken und engen Toleranzen (Bild: Kalypso Ultra Technologies) / Obraz 1: Wysokoprecyzyjna część silnika z grubymi ściankami i wąskimi tolerancjami (Obraz: Kalypso Ultra Technologies)

Bild 2a: Gorące punkty w rdzeniach narzędzi z konwencjonalnym chłodzeniem (Zdjęcie: Kalypso Ultra Technologies) / Picture 2a: Hot spots on the mold cores with conventional tempering (Picture: Kalypso Ultra Technologies)

Bild2b: Gleichmäßige Temperaturverteilung dank konturnaher Kühlung der Kerne (Bild: Kalypso Ultra Technologies) / Picture 2b: More uniform temperature distribution with conformal cooling of the mold (Picture: Kalypso Ultra Technologies)

Przy elementach o wąskich tolerancjach poszukiwanie optymalnego procesu wtrysku jest często bardzo czasochłonne. Dzięki Sigmasoft® Virtual Molding można zoptymalizować narzędzie i proces bez zużycia materiału i personelu. Poprzez konsekwentne stosowanie Virtual Molding, Kalypso Ultra Technologies osiągnęło sukces „First Shot Good” w przypadku wysoce precyzyjnego zastosowania motoryzacyjnego.

Firma Sigma Engineering GmbH prezentuje na Swiss Plastics 2014, jak przy pomocy Sigmasoft® Virtual Molding można zoptymalizować rozwój elementów o najwęższych zakresach tolerancji. Tak więc Kalypso Ultra Technologies dzięki konsekwentnemu wykorzystaniu technologii Virtual Molding osiągnęło sukces „First Shot Good” dla skomplikowanego elementu motoryzacyjnego.

Zlecono opracowanie elementu silnika (zdjęcie 1) z PA 6.6 z 30% zawartością włókna szklanego i średnicą 10 cm z tolerancją +0,07 mm/-0,0 mm dla każdej średnicy. Kalypso stanęło przed różnymi wyzwaniami: ze względu na krystalizację i zawarte włókna, zachowanie materiału jest trudne do przewidzenia, więc zwykłe zasady konstrukcyjne nie mają zastosowania; geometria jest wyjątkowo skomplikowana, z dużymi różnicami w grubości ścianek i wąskimi tolerancjami, przy czym nie ma zbyt dużego doświadczenia w tym zakresie. Dodatkowo kluczowe dla sukcesu projektu są zoptymalizowane wtryski i niezawodne temperowanie. W przeciwieństwie do zwykle czasochłonnych i kosztownych metod prób i błędów, Kalypso zdecydowało się konsekwentnie na wirtualne odwzorowanie procesu wtrysku za pomocą Sigmasoft® jeszcze przed rozpoczęciem produkcji narzędzi.

Przeprowadzenie analizy wielo-cyklowej, obejmującej symulację 20 cykli produkcyjnych z rzeczywistymi parametrami procesu i konwencjonalnym temperowaniem, wykazało punkty gorące na rdzeniach narzędzi (zdjęcie 2a) w stanie ustalonym narzędzia. Te punkty gorące nie tylko negatywnie wpływają na naprężenia w elemencie i odkształcenia, ale także na ogólną jakość produktu. W związku z tym przeanalizowano rozwiązanie z temperowaniem blisko konturu rdzeni narzędzi. Uwzględniając wszystkie elementy narzędzia i parametry procesu przez kilka cykli w stanie ustalonym, wykazano nie tylko bardziej równomierny rozkład temperatury w narzędziu (zdjęcie 2b), ale także skrócenie czasu cyklu.

Na podstawie wyników Sigmasoft® ostatecznie wybudowano narzędzie i ustalono ustawienia procesu. Kalypso nie tylko dostarczyło element na czas do klienta, ale także podzieliło się doświadczeniami zdobytymi dzięki Sigmasoft® Virtual Molding na temat zachowania narzędzia w procesie produkcyjnym przed rozpoczęciem rzeczywistej produkcji, co pozwoliło na celowe przygotowanie pracowników produkcji. Na maszynie nie trzeba było przeprowadzać prób – wyprodukowane elementy od pierwszego strzału spełniały wymagania. Sigmasoft® Virtual Molding umożliwił osiągnięcie sukcesu „First Shot Good” bez konieczności zwykle czasochłonnych iteracji narzędzi i procesu.