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Anwendung der CAE-Technologie im Spritzgusstechnik-Design

Anwendung der CAE-Technologie im Spritzgusstechnik-Design
Verfahren Formendesign ist im Allgemeinen wie folgt: vom Benutzer zur Plastikproduktkarte (kann zweidimensional oder dreidimensional sein), betrachtet der Formenbauingenieur die passende Struktur entsprechend der Art, den Eigenschaften und der Form des Produktes. Das heißt, das Kunststoffteil kann durch welche Art von Formstruktur gebildet werden. In diesem Prozess muss der Konstrukteur auch die Art des Laufrads, die Größe, den Anschnitttyp, die Menge, die Größe und die Position auswählen und die Anzahl und Größe der Laufschienen entsprechend bestimmter Anforderungen des Produkts bestimmen. Die Konstruktion ist nicht nur strukturell, sondern auch in Bezug auf Gieß- und Kühlsysteme möglich.

Offensichtlich ist das Werkzeugdesign für Konstruktionsingenieure sehr anspruchsvoll. Er verfügt nicht nur über Erfahrung in der Konstruktion, sondern auch über große Kenntnisse in Formmassen und Formverfahren, oder der Erfolg oder Misserfolg des Designs hängt in hohem Maße von der Erfahrung des Formenbauers ab. Obwohl ein Konstrukteur eine gute Erfahrung im Formenbau hat, sieht er sich immer noch mit vielen neuen Problemen konfrontiert, da sich die tatsächlichen Produkte häufig ändern. Manchmal kann eine subtile Änderung oder eine spezifische Produktanforderung die vorhandene Erfahrung nicht verfügbar machen, oder selbst wenn sie verfügbar ist, kann sie vor dem eigentlichen Test nicht validiert werden. Dies hat zu einem signifikanten Design-Korrektur-Redesign-Merkmal des Werkzeugkonstruktionsprozesses geführt. Wie kann die Anzahl der Zyklen in dem Prozess reduziert werden, so dass das anfängliche Design die Ergebnisse der Kombination erreichen oder approximieren sollte, was in der Praxis von großer Bedeutung ist.

CAE-Analyse ist das ideale Werkzeug, um die oben genannten Probleme zu lösen. Der Grund ist, dass das Werkzeug auf einem relativ genauen mathematischen Modell basiert, so dass die Ergebnisse der tatsächlichen Produktionspraxis angenähert werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Rechengeschwindigkeit, dass mehrere Anschnittsysteme und Kühlsysteme vor dem eigentlichen Test durchgeführt werden können. Evaluieren bis zur Optimierung, um den Design- und Fertigungszyklus zu verkürzen und die Qualität zu verbessern.

In diesem Artikel werden einige Probleme und Vorgehensweisen vorgestellt, die in der CAE-Analyse aufgeführt sind, und einige Beispiele zur Veranschaulichung aufgeführt.

(1) Klare Analyseanforderungen und Prioritäten. Der Zweck der CAE-Analyse ist für verschiedene Produkte unterschiedlich. Bei Scheinwerfern sind auf die Oberfläche wirkende Einspritzfehler, wie z. B. Schweißspuren, nicht zulässig. für nicht-erscheinende Teile ist die Position der gesinterten Markierungen nicht wichtig, aber wenn das Produkt eine strenge Zusammenbaubeziehung hat, sind der zulässige Verzug und das Ausmaß der Verformung das Hauptziel der Verfolgung geworden. Außerdem müssen alle Artikel im Allgemeinen die Anforderungen eines ausgeglichenen Flusses und einer gleichmäßigen Füllung erfüllen. In der Praxis ist es schwierig, mehrere Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen. In den meisten Fällen ist es hauptsächlich eine wichtige Anforderung zu erfüllen. Unter dieser Prämisse werden andere Anforderungen erfüllt. Daher ist es auf der Grundlage klarer Analyseanforderungen auch notwendig zu unterscheiden, welche die Hauptanforderungen dieser Analyse sind.

Nach der Ermittlung der Anforderungen und Prioritäten der Analyse muss zunächst festgelegt werden, welche Parameter geändert oder geändert werden. Zum Beispiel sind die Hauptfaktoren, die die Position der Schweißnahtmarkierung beeinflussen, die Position des Angusses und die Formeigenschaften des Produkts, und die Form des Produkts darf sich im Allgemeinen nicht ändern; die Faktoren, die den Verzug und die Deformation beeinflussen, sind hauptsächlich die Form des Produkts, aus dem Prozess. Aus der Sicht können zu viel Einspritzdruck, zu lange Haltezeit und ungleichmäßige Kühlung zu übermäßigem Verziehen führen. Zusätzlich zu den Eigenschaften der Produktstruktur selbst kann die Größe des Angusses und des Angusses den Einspritzdruck in der Kavität direkt beeinflussen. Die Größe und Anordnung des Kühlkanals beeinflussen direkt die Gleichmäßigkeit der Kühlung. Diese Faktoren beeinflussen indirekt die Verformung und Verwerfung des Produkts.

(2) Analyse der Eigenschaften der Produktstruktur. Mit professioneller CAE-Analysesoftware für die Injektionsströmungssimulation wird zunächst eine geometrische Modellierung benötigt. Im Allgemeinen dauert dieser Prozess sehr lange. Zu diesem Zweck sollte das geometrische Modell zu einem geeigneten Grad vereinfacht werden, um die Modellierungszeit zu verkürzen und die Berechnungseffizienz zu verbessern. Gegenwärtig haben einige CAE-Softwareprogramme die Funktion, das Volumenmodell direkt von der spezialisierten CAD-Software einzugeben und dann das spezifische neutrale Extraktionswerkzeug in der Software zu verwenden, um die neutrale Oberfläche zur Berechnung zu extrahieren, wenn die Struktur des Produkts jedoch komplizierter ist Es wird generiert. Viele Probleme. Daher ist es immer noch von großer Bedeutung, die Details zu vereinfachen, die die Berechnungsergebnisse nicht wesentlich beeinflussen.

Der vereinfachte Ansatz kann auf verschiedenen Funktionen basieren, die von spezieller Software bereitgestellt werden. Das Prinzip der Vereinfachung ist eine vernachlässigbare Feinheit im Vergleich zu den Abmessungen des gesamten Artikels, und Details, die weiter von dem Gate entfernt sind oder parallel zu der Flussrichtung sind ebenfalls vernachlässigbar. Für die Teilung des Netzes ist es besser, verschiedene Gitter in verschiedenen Bereichen zu verwenden, um die höhere Berechnungsgenauigkeit, insbesondere bei der Berechnung von Verzug und Verformung, zu erreichen.

(3) Wählen Sie die geeigneten Spritzgussmaterialien. Der Grad der Glaubwürdigkeit der CAE-Analyseergebnisse hängt von drei Aspekten ab: erstens der Genauigkeit des mathematischen Modells des geschmolzenen Zustands, das in der Berechnung verwendet wird; der zweite ist der Unterschied zwischen dem geometrischen Modell der Berechnungszeit und dem tatsächlichen Produkt; das dritte ist das verwendete Spritzgießen. Ob die Datenquelle des Materials genau und zuverlässig ist. Im Allgemeinen sind Fehler aus mathematischen Modellen in der Praxis akzeptabel, und viele Jahre praktischer Tests kommerzieller CAE-Analysesoftware haben dies gezeigt. Die Praxis hat bewiesen, dass der resultierende Rechenfehler auch akzeptabel ist, solange das Modell nach dem Prinzip der Modellvereinfachung ordnungsgemäß vereinfacht wird. Wenn im Gegensatz dazu die verwendeten Materialdaten ungenau sind, selbst wenn das geometrische Modell genauer ist, sind die Berechnungsergebnisse weit voneinander entfernt.
Zu diesem Zweck muss der Name, die Sorte, der Hersteller oder sogar die Produktionscharge des vom Benutzer ausgewählten Produktmaterials geklärt werden. In der Praxis ist der Datenfehler, der durch unterschiedliche Produktionschargen desselben Materials verursacht wird, vernachlässigbar. Die Materialdaten des gleichen Materials, die von verschiedenen Herstellern produziert werden, können aufgrund von Unterschieden in der Formulierung und im Prozess stark variieren. Die Daten verschiedener Sorten desselben Materials sollten größer sein.

Zur Zeit hat eine ausländische kommerzialisierte CAE-Analysesoftware eine bestimmte Anzahl von Materialdatenbanken eingerichtet, aber fast keine inländischen Materialien. Offensichtlich können Berechnungen, die Fremdmaterialdaten verwenden, nur ziemlich grobe Berechnungen ergeben. Aus diesem Grund können qualifizierte Benutzer einige der für Experimente mit rheologischen Parametern üblicherweise verwendeten Materialien entsprechend ihren eigenen Produkteigenschaften auswählen. Auf dieser Grundlage können die Eingabeparameter der CAE-Analyse erhalten werden, und es kann eine für das Unternehmen geeignete gemeinsame Materialdatenbank erstellt werden.

(4) Analyse und Auswertung von Analyseergebnissen. Die Auswertung der Analyseergebnisse muss in Verbindung mit den spezifischen Anforderungen der Analyse erfolgen. Das heißt, ob das Hauptziel dieser Analyse erreicht wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen neue Lösungen auf der Grundlage der Simulationsergebnisse gesucht werden, einschließlich der Anpassung bestimmter Parameter, Positionen usw., und dann die Durchführung neuer Simulationen. Vor der Suche nach einem neuen Gating-System, Kühlsystemlösung, ist es notwendig, den Verbesserungsplan sorgfältig zu analysieren oder die Parameter so zu modifizieren, dass die Berechnungsergebnisse den Analyseanforderungen allmählich näher kommen, anstatt von den Analysezielen abzuweichen.

Die Auswertung der Berechnungsergebnisse muss umfassend betrachtet werden, da die endgültigen Simulationsergebnisse häufig einen Kompromiss aus mehreren Bedingungen darstellen, dh die Berechnungsergebnisse können "nur besser, nicht die besten" sein. Dies erfordert von Ingenieuren und Technikern eine umfassende Abwägung der Analyseergebnisse. Zum Beispiel kann der Einspritzdruck unter der Voraussetzung der Erfüllung des Strömungsgleichgewichts größer sein, was ebenfalls einige Probleme mit sich bringt. Solange jedoch ein solcher Einspritzdruck keine übermäßigen Scherraten oder andere Einspritzdefekte verursacht, kann die Lösung als nützlich angesehen werden, und die Analyse kann beendet werden. Natürlich ist CAE-Analyse von so vielen Szenarien wie möglich, um eine geeignetere Lösung zu finden. Die Analyse- und Auswertungsarbeiten werden am besten von CAE-Analysten in Zusammenarbeit mit Statikern und erfahrenem Prozesspersonal in der Spritzgießwerkstatt durchgeführt.

(5) Korrektes Verständnis der Rolle der CAE-Analyse beim Werkzeugdesign. Die CAE-Analyse für den Spritzgießprozess kann den Ingenieuren helfen, mehrere mögliche Lösungen im Voraus zu bewerten, um eine relativ gute Lösung für das Anschnittsystem und das Kühlsystem zu erreichen. Es kann jedoch nicht erwartet werden, dass die Berechnungsergebnisse gut mit der tatsächlichen Situation übereinstimmen, da die durch die Materialdaten verursachten Fehler, die durch das mathematische Modell der Berechnung verursachten Fehler und die durch die Vereinfachung des geometrischen Modells verursachten Fehler die Berechnungen durchführen Das Ergebnis unterscheidet sich etwas von dem tatsächlichen Spritzgießverfahren, und dieser Unterschied nimmt signifikant zu, wenn der obige Fehler zunimmt. In Verbindung mit der Komplexität des eigentlichen Injektionsprozesses ist es schwieriger, endgültige analytische Ergebnisse zu erhalten.

Wenn die Materialdaten korrekt sind, ist das Modell vereinfacht und es ist durchaus möglich, eine zuverlässigere Analyse zu erhalten. Es ist auch sinnvoll, die erhaltenen Daten als Prozessdaten zu verwenden, um die tatsächliche Produktion zu steuern.

Lassen Sie uns abschließend darüber sprechen, wer die CAE-Analyse durchführen wird. Die CAE-Analyse hat bestimmte Anforderungen an die umfassende Qualität der analytischen Ingenieure aufgrund der vielfältigen Wissenschaften in den Bereichen Materialien, Spritzgießen, Mathematik und Computer. Die Erfahrung hat gezeigt, dass CAE-Analysten am besten von Ingenieuren mit einem Hintergrund in Polymermaterialien bedient werden. Alles in allem, je mehr Wissen über die Formstruktur, den Spritzgießprozess und das Materialwissen vorhanden ist, desto umfangreicher die Felderfahrung, desto wahrscheinlicher werden die Ergebnisse der CAE-Analyse der tatsächlichen Situation und desto besser sind die Leitlinien für die Produktion.

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