Kaip atlikti srauto modeliavimą?

Prieš kelerius metus mūsų inžinierių komanda atsitrenkė į sieną įgyvendindama plataus vartojimo elektronikos būsto projektą. Kriauklės žymės šalia viršininko savybių neišnyks, nesvarbu, ką bandėme parduotuvės aukšte. Forma jau buvo nupjauta. Ši patirtis pakeitė požiūrį į naujus projektus-kiekviena sudėtinga geometrija dabar vyksta srauto modeliavimo būdu prieš užsakant plieną.

 Ką iš tikrųjų daro programinė įranga

Įpurškimo modeliavimo esmė išsprendžia susietas dalines diferencialines lygtis, apibūdinančias ne-izoterminį, ne-niutono skysčio srautą per trijų-dimensijų ertmę. Programinė įranga apskaičiuoja slėgio laukus, temperatūros pasiskirstymą, greičio profilius, šlyties greitį ir šlyties įtempius užpildymo, pakavimo ir aušinimo etapuose.

Užpildymo fazė modeliuoja, kaip išlydytas polimeras sklinda iš vartų per ertmę. Kai plastikas paliečia šaltą pelėsių sienelę, jis beveik akimirksniu užšąla, sukurdamas sukietėjusią odą. Tarp šios sustingusios ribos ir tekančios lydalo šerdies polimero molekulės išsitempia ir orientuojasi srauto kryptimi. Ši orientacija užsifiksuoja kietėjimo metu ir yra labai svarbi mechaninėms savybėms. Modeliuojant tai užfiksuota naudojant fontano srauto modeliavimą, kai medžiaga srauto priekyje nuolat nusėda ant sienų, o šviežias lydalas stumiasi į priekį iš užpakalio.

Aušinimo modeliavimas skirtas tai, kas paprastai sunaudoja nuo šešiasdešimt iki aštuoniasdešimt procentų viso ciklo laiko. Netolygus aušinimas sukuria skirtingą susitraukimą, kuris tiesiogiai sukelia deformaciją.

Įpakavimo analizė parenkama užpildžius ertmę. Papildoma medžiaga yra priversta kompensuoti tūrinį susitraukimą, kai plastikas vėsta. Konkrečios polimero klasės slėgio -tūrio-temperatūros charakteristikos lemia, kiek įmanoma kompensuoti. Dėl tikslių PvT duomenų negalima-derėtis siekiant prasmingų susitraukimo prognozių.

 Modelio paruošimas (užtrunka ilgiau, nei manote)

Geometrijos valymas paprastai trunka ilgiau nei pats modeliavimas. Mažos funkcijos, pvz., išgraviruotas tekstas ir datos antspaudai, retai paveikia srautą, tačiau žymiai padidina tinklo sudėtingumą. Pašalinkite juos, nebent jie yra struktūriškai reikšmingi. Ištaisykite paviršiaus nelygumus ir ne{3}}kolektoriaus briaunas-, dėl kurių atsiranda susijungimo gedimų, dėl kurių gaištamas derinimo laikas.

Matėme projektus, kuriuose inžinieriai dienas leido analizuoti pasenusią CAD geometriją, kad sužinotų, kad gamybinės dalies sienelių storis skiriasi. Prieš pradėdami analizę, patikrinkite, ar turite dabartinę leidimo versiją, ir patikrinkite, ar susitraukimo kompensacija jau pritaikyta.

 Materialūs duomenys (svarbesni, nei dauguma žmonių supranta)

Medžiagų parinkimas modeliavimo programinėje įrangoje yra labiau reikšmingas, nei daugelis inžinierių supranta. Pagrindinėse duomenų bazėse yra daugiau nei dešimt tūkstančių apibūdintų pažymių, tačiau duomenų kokybė labai skiriasi. Medžiagos, kurias tiesiogiai išbandė dervos tiekėjai su visa reologiniu apibūdinimu, suteikia daug patikimesnių prognozių nei bendrieji įrašai, apskaičiuoti pagal ribotas duomenų lapo vertes.

Kryžminio-WLF klampumo modeliams reikalingi tikslūs koeficientai. Temperatūros jautrumo parametrai ypač paveikia sustingusio sluoksnio išsivystymo ir trumpo{2}}kadro elgesio prognozes. Pusiau -kristalinėms medžiagoms kristalizacijos kinetika padidina sudėtingumą{5}} kristalizacijos greitis ir mastas priklauso nuo aušinimo greičio, o kristališkumas turi įtakos susitraukimui ir mechaninėms savybėms.

 Apdorojimo sąlygos turi atitikti tikrovę

Numatytosios apdorojimo sąlygos yra atskaitos taškai, o ne rekomendacijos. Jennifer Schmidt iš American Injection Molding Institute viešai pabrėžė, kad galutinių ataskaitų teikimas pagal numatytuosius programinės įrangos nustatymus yra dažna klaida{1}}numatytieji nustatymai dažnai atspindi apdorojimo lango kraštutinumus, o ne įprastas sąlygas (ptonline.com).

Lydymosi temperatūros nustatymai turėtų atspindėti tai, kas iš tikrųjų išeina iš statinės, o ne valdiklio nustatytas vertes. Įpurškimo greičio profiliai turėtų apytiksliai atitikti tai, ką mašina iš tikrųjų gali duoti. Hidraulinių mašinų reakcijos charakteristikos skiriasi nuo visų{2}}elektrinių mašinų. Aušinimo kanalo išdėstymas turėtų kuo labiau atitikti tikrąjį formos dizainą-daugelis greitų analizių atliekamos naudojant supaprastintas aušinimo konfigūracijas, o tai kenkia tikslumui.

 Nepersistenkite{0}}pasitikėti skaičiais

Modeliavimo išvestis apima slėgio pasiskirstymą, temperatūros žemėlapius, užpildymo laiko kontūrus, suvirinimo linijų vietas, oro gaudyklių pozicijas ir deformacijos prognozes. Kyla pagunda traktuoti tai kaip tikslias prognozes. Jie ne.

Suvirinimo linijos ir oro gaudyklių vietos paprastai yra patikimos kokybinėms gairėms. Jei modeliavimas rodo, kad du srauto frontai susitinka kosmetiniame paviršiuje, tai yra teisėtas susirūpinimas, kurį verta spręsti perkeliant vartus.

Slėgio prognozės padeda nustatyti, ar dalį galima užpildyti esant turimai mašinos talpai. Itin didelis numatomas slėgis rodo galimas užpildymo problemas, tačiau absoliutūs skaičiai neturėtų būti laikomi tiksliais reikalavimais.

Nukrypimų prognozės nusipelno ypatingo skepticizmo. Kaip tyrėjai dokumentavo, modeliavimo ir eksperimentinių rezultatų panašumas labai priklauso nuo eksploatavimo sąlygų ir medžiagų duomenų kokybės (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mūsų patirtis rodo, kad modeliavimas dažniausiai teisingai numato deformacijos kryptį ir santykinį sunkumą, tačiau kiekybines matmenų prognozes reikia patvirtinti.

 Vis dar reikia fizinio patvirtinimo

Vykdant modeliavimą be patvirtinimo sukuriamas klaidingas pasitikėjimas.

Trumpi{0}}kadriniai tyrimai suteikia tiesioginį vizualinį užpildymo eigos patvirtinimą-, lyginant numatytus užpildymo modelius su faktiniais užšaldytais mėginiais, atskleidžiama, ar srauto fizika užfiksuota teisingai. Slėgio keitiklio duomenys iš instrumentinių formų leidžia patikrinti numatomus slėgio pėdsakus. Gamybos dalių matmenų matavimai, ypač CMM duomenys apie ypatybes, linkusias deformuotis, nustato koreliaciją tarp numatomos ir faktinės deformacijos.

Tikslas nėra tobula prognozė. Tikslas yra naudingas numatymas, padedantis priimti geresnius sprendimus ankstyvame vystymosi etape.

Ar kiekvienam projektui to reikia?

Ne kiekvienas projektas pateisina visas modeliavimo pastangas. Paprastos geometrijos su gausiais apdorojimo langais gali sėkmingai formuotis remiantis vien patirtimi. Tačiau sudėtingoms dalims, turinčioms griežtus leistinus nuokrypius, plonomis sienomis, keliais vartais arba estetiniais reikalavimais, beveik visada naudinga išankstinė analizė. Išsamaus modeliavimo tyrimo kaina paprastai susigrąžinama išvengus net vienos formos peržiūros.

Mould Craft dėklas su medicininio piltuvėlio antgalio komponentu iliustruoja esmę: PEEK mikro -forma, kurios sienelių storis buvo tik 0,015 colio, pasiekė 1,33 Cpk, ypač todėl, kad modeliavimas buvo pagrįstas projektavimu ir apdorojimu prieš sukuriant įrankius (mold-craft.com).

Kada iš tikrųjų atlikti analizę

Kuo anksčiau modeliavimas įtraukiamas į projektavimo procesą, tuo daugiau vertės jis suteikia. Atlikus analizę baigus įrankius, proceso optimizavimo galimybės ribojamos. Dalies projektavimo metu atliekama analizė leidžia atlikti esminius patobulinimus: reguliuoti sienelių storį, perkelti vartelius į ne-kosmetines vietas, modifikuoti briaunas, kad būtų sumažinta įdubimo žymių tendencija.

Praktiniai pasiėmimai