Procesní simulace Cadmould
(produkt vyvinutý německou firmou
Simcon GmbH) se podílejí
nejen na odhalování chyb a nedostatků
konstrukcí plastových dílců
a konstrukcí forem, ale pomáhají
také stanovit optimální technologické
parametry či získat výpočtové
podklady pro návrh opatření,
vedoucích k minimalizaci technických
rizik, ke snížení doby výrobního
cyklu a mnohem přesnějšímu
stanovení výrobních nákladů.
Aby byla simulace Cadmould pro
následný proces výroby užitečná
a věrohodná, je třeba co nejpřesněji
zpracovat podklady (vstupy), které
zahrnují následující oblasti:
CÍL A ROZSAH ANALÝZY
Nejprve je nutné specifikovat, co
všechno očekáváme od simulační
analýzy. Jde o kontrolu konstrukce
dílce, stanovení optimální polohy vtokových
ústí nebo komplexnější práci
s vtoky a modelem včetně úpravy
tloušťky stěn dílce? Je poloha vtoků
pevně stanovena? Je určen typ vtoků
(horké vtoky, studené vtoky, prove-
dení vtokových ústí)? V tom případě
zohledníme požadavky ve výpočtu.
K častým cílům analýz patří výpočet
deformace dílce a návrh takových
opatření, které by vedly k minimalizaci
deformace. Deformace však
často souvisejí s rozložením teplot
na povrchu tvarové dutiny. Pak lze
doporučit provedení tepelné analýzy,
u které je vhodná spolupráce konstruktéra
formy s uživatelem softwaru.
(V některých případech může
být konstruktér a uživatel jedna a ta
samá osoba.) Výpočtář - uživatel
programu Cadmould - by měl znát
také případné omezující, limitní
podmínky: vzhledové požadavky,
násobnost formy, maximální výkon
plastikační jednotky a maximální
přídržnou sílu, pokud ve vývojové
fázi, kdy je analýza nasazena, je
znám vstřikovací stroj, na kterém
bude výrobek vstřikován.
KONSTRUKCE DÍLCE
Základním formátem, využívaným
simulační analýzou Cadmould,
je STL. Do tohoto formátu se převede
konstrukce dílce, která byla určena
k výpočtu. STL je výchozím podkla-
dem pro automatickou tvorbu speciální
výpočtové sítě konečných prvků,
kterou má firma Simcon přihlášenou
k patentové ochraně. I když simulační
software Cadmould vykazuje velmi
dobré opravné prostředky, je výhodné
- a to mj. i z důvodu výpočtových časů
- použít pro analýzu kvalitní soubor
STL bez závažnějších chyb, především
bez nespojitostí (gaps) a bez
vnořených falešných konstrukcí. Ve
většině programů CAD jsou prostředky
pro tvorbu dobrého přenosového
formátu STL. Ale nejen uživatelům
softwaru Cadmould, kteří nemají žádný
CAD program, se vyplatí zakoupit
software pro vytváření a opravu STL
formátů. Simcon GmbH spolupracuje
v této oblasti s firmou DeskArtes, jejíž
produkt 3Data Expert doporučuje jako
velmi vhodný přípravný a opravný
program. (3Data Expert umožní mj.
převody konstrukcí z nejrůznějších
CAD softwarů do formátu STL v rozsahu
zakoupených licencí.)
Nejčastější nedostatky konstrukce
dílců ve formě STL souborů:
. nespojitosti sítě, překrývání a protínání
elementů sítě
. mnoho příliš malých nebo příliš
deformovaných trojúhelníkových
elementů
. hrubá síť STL elementů
. vnořené falešné sítě do základní
konstrukce, většinou malých rozměrů
. nesprávně připojená žebra
a nálitky. Takové modely musíme,
někdy manuálně, opravit.
KONSTRUKCE VTOKŮ
A TEMPERAČNÍHO SYSTÉMU
S ohledem na požadavky zákazníka
může uživatel vytvořit (podle
svých zkušeností nebo předlohy)
vtokový i temperační systém přímo
v softwaru Cadmould. K tomuto účelu
má k dispozici chytře připravené
konstrukční prostředky. V případě, že
zvl. temperační systém (ale i vtoky)
jsou již navrženy CAD konstruktérem,
pak je optimální uložit temperační
systém v podobě os funkčních
částí temperačních kanálů ve formátu
IGES a tento soubor přenést do
výpočtového softwaru Cadmould.
Uživatel programu poté osy jednoduše
"obalí" kanály a temperační
(vtokový) systém je hotový. Občasnou,
nicméně nepříjemnou chybou
bývá zjištění, že výpočtový model
a temperační systém leží v různých
osových souřadnicích.
MATERIÁL DÍLCE, MATERIÁL
TVAROVÝCH ČÁSTÍ FORMY,
TEMPERAČNÍ MÉDIUM
Do simulačního výpočtu je nutné
zadat konkrétní obchodní typ plastového
granulátu z materiálové
databanky Cadmould. Vyplatí se
však alespoň přibližně znát, která
materiálová data potřebuje software
pro výpočty. Přehled těchto
dat udává tabulka.
Viskozitní data, popisující
tokové chování taveniny plastu,
vycházejí ze závislosti zdánlivé
viskozity na smykové rychlosti
pro tři teploty v oblasti zpracování
materiálu.
Objemové změny taveniny plastu
při jejím přechodu do tuhého stavu
zachycují pvT hodnoty.
TECHNOLOGICKÉ PARAMETRY
Stanovení technologických parametrů
je jedním z výstupů simulačních
analýz Cadmould. Někdy
se však zadávají omezující kritéria,
nejčastěji maximální přídržná síla
vstřikovacího stroje. Úlohou simulační
analýzy může být stanovení
technologických podmínek, při kterých
bude dodržena přídržná síla.
Nejednou však bylo doloženo, že
pro danou konstrukci dílce a formy
je nutná vyšší přídržná síla, než se
původně předpokládalo. S využitím
softwaru Cadmould lze pak
například stanovit minimální nárůst
tloušťky stěn tak, aby pro analyzovanou
formu byla splněna maximální
přídržná síla vstřikovacího stroje.
Uvedeným textem jsme chtěli upozornit
na skutečnost, že spolehlivost
vypočítaných simulačních výsledků
závisí nejen na kvalitě použitého
softwaru (a Cadmould je bezpochyby
kvalitním programem), ale také
na zodpovědné přípravě podkladů,
které může zadavatel analýzy
ovlivnit. Připravit dobrou výpočtovou
konstrukci STL přitom zabere
maximálně několik minut, důležité
je však znát, jaké by STL síť měla
splňovat výpočtové požadavky.
Věříme, že uvedený text pomohl
tyto požadavky objasnit. .
JIŘÍ GABRIEL
Plasty Gabriel s.r.o.
