Z Virtual Molding precyzyjnie i szybko do produkcji masek

Stała strona narzędzia (po lewej) i ruchoma strona (po prawej) po dziesięciu cyklach na 180 °C po stabilizacji. / The fixed (left) and the moving platen (right) at 180 °C after stabilization within ten cycles.

Od początku kwietnia SIGMA Engineering, Arburg i wielu innych partnerów współpracy pracowało nad nowym projektem przeciwko rozprzestrzenianiu się koronawirusa. Obecnie produkcja wtryskowych masek z LSR (Liquid Silicone Rubber) działa na pełnych obrotach. Dzięki SIGMASOFT® Virtual Molding zidentyfikowano i zoptymalizowano m.in. punkty wtrysku, zapotrzebowanie na ciśnienie, rozkład temperatur, wtryski powietrza oraz sieciowanie materiału LSR.

Firma SIGMA Engineering GmbH („SIGMA”) z Akwizgranu, Niemcy, uczestniczyła w interdyscyplinarnym projekcie wielofunkcyjnej maski na usta i nos przeciwko rozprzestrzenianiu się koronawirusa.

„Duże zapotrzebowanie społeczeństwa, a także naszych własnych pracowników na maski ochronne sprawiło, że ten projekt był mile widzianym przedsięwzięciem” mówi Thomas Klein, dyrektor generalny SIGMA, o obecnej sytuacji. „Dzięki udanej i skoncentrowanej współpracy z partnerami takimi jak Arburg i Polar-Form mogliśmy w najkrótszym czasie zasymulować projekt całej formy LSR i zoptymalizować konstrukcję dla bezpiecznego i wydajnego procesu.”

Więcej niż tylko analiza wykonalności

Aby zapewnić bezproblemową produkcję masek, Tobias Sonntag, inżynier projektu w SIGMA, korzystając z SIGMASOFT® Virtual Molding, opracował pytanie o najlepszy punkt wtrysku na produkcie, system odpowietrzania oraz termiczne ustawienia jeszcze przed wykonaniem narzędzia. Również przewidywanie parametrów procesu i koniecznego czasu sieciowania było już ważnym wynikiem symulacji.

„Badano wiele różnych czynników. Najważniejsza była jakość elementu, właściwości optyczne oraz bezpieczeństwo użytkownika dzięki idealnemu elementowi, wolnemu od wtrysków powietrza i błędów. Jednak równie ważne było dla nas szybkie i oszczędne w zasoby projektowanie produkcji” – mówi Sonntag o wymaganiach wobec projektu i elementu.

Efektywność energetyczna i oszczędność zasobów dzięki symulacji

Cykle produkcyjne do wyregulowania narzędzia nie są już szacowane, lecz dokładnie obliczane za pomocą SIGMASOFT® Virtual Molding. Dzięki precyzyjnemu przewidywaniu cykli produkcyjnych do stanu termicznie stabilnego narzędzia, proces seryjny został zabezpieczony. Aby dokładnie kontrolować rozkład temperatur, na podstawie wyników zwiększono liczbę czujników temperatury w narzędziu do sześciu i zoptymalizowano ich pozycję. Umożliwiło to precyzyjne sterowanie grzałkami. Dodatkowo, optymalna izolacja formy zminimalizowała zużycie energii – zapobiegając marnotrawstwu energii.

Od montażu narzędzia, poprzez obliczenia napełniania i termiki, SIGMA zrealizowała projekt w ciągu 24 godzin. W sumie cztery elementy na cykl są wtryskiwane z beztemperaturowego LSR Elastosil LR 5040 firmy Wacker w temperaturze 180°C. Symetryczny obraz temperatury czterech komór został najpierw symulacyjnie stworzony i zoptymalizowany za pomocą idealnej izolacji, sześciu czujników temperatury i regulowanych grzałek, a następnie zrealizowany przez Polar-Form w produkcji form.

„Pod presją bezpieczne zaprojektowanie formy bez odniesień do elementów i procesów jest siłą SIGMASOFT® Virtual Molding” podsumowuje Thomas Klein. „Partnerzy byli pod ogromną presją, bo wszystko musiało działać od razu poprawnie. Tym bardziej cieszy nas, że forma najpierw działała w komputerze, co pozwoliło uniknąć błędów. W ten sposób bardzo szybko powstał wydajny proces. Dziękujemy wszystkim partnerom za wspólny sukces.”