W artykule omówimy możliwości wykorzystania programów do symulacji wtryskiwania tworzyw polimerowych na przykładzie Autodesk Moldflow Insight (MPI) i Moldex3D. Pierwszy z nich opiera się na analizie metodą elementów skończonych, drugi natomiast wykorzystuje metodę objętości skończonych. Obydwa opierają się na fizycznych i matematycznych modelach właściwości tworzyw polimerowych oraz procesów. Programy tego typu są bardzo pomocne we wspomaganiu pracy konstruktora i/lub technologa, ale należy pamiętać, że nie uwzględniają one wszystkich możliwych elementów pracy maszyny i formy.
Maciej Heneczkowski
Uwzględnimy następujące aspekty technologiczności konstrukcji wyprasek wtryskowych:
- powiązania grubości ścianki wypraski i drogi płynięcia z określoną płynnością tworzywa
- zapewnienie zrównoważonego wypełniania gniazda formującego
- uwzględnienia przewidywanych linii łączenia strumieni i ewentualnego osłabienia wytrzymałości kształtki w tych miejscach w konstrukcji wypraski
- uwzględnienia paczenia wyprasek w projektowaniu ich kształtu
Powiązanie grubości ścianki wypraski i drogi płynięcia z określoną płynnością tworzywa
Zasadniczym zagadnieniem, które musi być rozwiązane przed zaprojektowaniem wypraski jest ustalenie czy wybrane tworzywo będzie zdolne całkowicie wypełnić przyszłe gniazdo formujące. Istotne jest zatem dobranie odpowiedniej grubości ścianki wypraski dla jej długości i tworzywa o wybranej lepkości. Można wtedy wykorzystać wykresy opracowane dla różnych tworzyw, których przykład przedstawiono na rys. 2.
 |
 |
Rys. 1. Przykład modelu 3D zaimportowanego kształtki zaimportowanego do programu:
a) MPI i b) Moldex, z wygenerowanymi elementami skończonymi: tetraedrycznymi (MPI)
i sześciennymi (Moldex). Na rysunkach pokazano dodatkowo wycięte
z kształtek ich fragmenty.
Zastosowanie tego wykresu jest ograniczone do wyprasek o stosunkowo nieskomplikowanej geometrii. O wiele pewniejsze wyniki można uzyskać dzięki zastosowaniu programów symulacji wtryskiwania. Przykłady takich przypadków dla wtryskiwania tworzyw termoplastycznych i mieszanek gumowych pokazano odpowiednio na: rys. 3 i rys. 4. Programy te obok dobrania tworzywa o odpowiedniej lepkości zapewniającej całkowite wypełnienie gniazda (rys. 3c i rys. 4c) pozwalają na zaproponowanie liczby i rozmieszczenia kanałów wlewowych, które dają możliwość uzyskania dobrego wypełnienia gniazda, także przez tworzywo o zbyt dużej lepkości dla danej konstrukcji kształtki i pojedynczego wlewka rys. 4b.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 4 (31) kwiecień 2010
