Autodesk Moldflow Insight StandardT HEOR Y AND C ONCE PTS FOR R ELEASE 2010Przekad z angielskiego i prawa dystrybucji:

ul. Megiewska 7/9 PL-20-952 Lublin Telefon:+48 81 749 1188 Telefax: +48 81 749 1189 eradomski@empimeth.com

www.moldflow-polska.eu

Luty 2010

2009 Autodesk, Inc. All rights reserved. Except as otherwise permitted by Autodesk, Inc., this publication, or parts thereof, may not be reproduced in any form, by any method, for any purpose. Certain materials included in this publication are reprinted with the permission of the copyright holder. Trademarks The following are registered trademarks or trademarks of Autodesk, Inc., in the USA and other countries: 3DEC (design/logo),3December, 3December.com, 3ds Max, ADI, Alias, Alias (swirl design/logo), AliasStudio, Alias|Wavefront (design/logo), ATC, AUGI, AutoCAD, AutoCAD Learning Assistance, AutoCAD LT, AutoCAD Simulator, AutoCAD SQL Extension, AutoCAD SQL Interface, Autodesk, Autodesk Envision, Autodesk Insight, Autodesk Intent, Autodesk Inventor, Autodesk Map, Autodesk MapGuide, Autodesk Streamline, AutoLISP, AutoSnap, AutoSketch, AutoTrack, Backdraft, Built with ObjectARX (logo), Burn, Buzzsaw, CAiCE, Can You Imagine, Character Studio, Cinestream, Civil 3D, Cleaner, Cleaner Central, ClearScale, Colour Warper, Combustion, Communication Specification, Constructware, Content Explorer, Create>what's>Next> (design/ logo), Dancing Baby (image), DesignCenter, Design Doctor, Designer's Toolkit, DesignKids, DesignProf, DesignServer, DesignStudio, Design|Studio (design/logo), Design Web Format, DWF, DWG, DWG (logo), DWG Extreme, DWGTrueConvert, DWG TrueView, DXF, Ecotect, Exposure, Extending the Design Team, FBX, Filmbox, FMDesktop, Freewheel,GDX Driver, Gmax, Green Building Studio, Heads-up Design, Heidi, HumanIK, IDEA Server, i-drop, ImageModeler, iMOUT, Incinerator, Inventor, Inventor LT, Kaydara, Kaydara (design/logo), Kynapse, Kynogon, LandXplorer, LocationLogic, Lustre, Matchmover, Maya, Mechanical Desktop, MotionBuilder, Movimento, Mudbox, NavisWorks, ObjectARX, ObjectDBX, Open Reality, Opticore, Opticore Opus, PolarSnap, PortfolioWall, Powered with Autodesk Technology, Productstream, ProjectPoint, ProMaterials, RasterDWG, Reactor, RealDWG, Real-time Roto, REALVIZ, Recognize, Render Queue, Retimer,Reveal, Revit, Showcase, ShowMotion, SketchBook, SteeringWheels, Stitcher, StudioTools, Topobase, Toxik, TrustedDWG, ViewCube, Visual, Visual Construction, Visual Drainage, Visual Landscape, Visual Survey, Visual Toolbox, Visual LISP, Voice Reality, Volo, Vtour, Wiretap, and WiretapCentral. The following are registered trademarks or trademarks of Autodesk Canada Co. in the USA and/or Canada and other countries: Backburner, Discreet, Fire, Flame, Flint, Frost, Inferno, MultiMaster Editing, River, Smoke, Sparks, Stone, and Wire. The following are registered trademarks or trademarks of Moldflow Corp. in the USA and/or other countries: Moldflow MPA, MPA (design/logo), Moldflow Plastics Advisers, MPI, MPI (design/logo), Moldflow Plastics Insight, MPX, MPX (design/logo), Moldflow Plastics Xpert. Disclaimer THIS PUBLICATION AND THE INFORMATION CONTAINED HEREIN IS MADE AVAILABLE BY AUTODESK, INC. "AS IS." AUTODESK, INC. DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE REGARDING THESE MATERIALS.

X EMPIMETH Consult

2010

Sowo o niniejszym podrcznikuPodrcznik Autodesk Moldflow Insight Standard Pojcia, zaoenia i teoria, cz I zosta stworzony z myl o nowym uytkowniku systemu Moldflow uczestniku kursu szkoleniowego MPI. Celem, jaki przywieca nam przy tworzeniu niniejszej dokumentacji, byo przyblienie takiemu uytkownikowi podstawowych poj i zasad, dotyczcych zagadnie pynicia tworzywa i projektowania wyprasek oraz form, jak rwnie konwersji, analizy i interpretacji modeli CAD. Ilo informacji, zgromadzonych w tym podrczniku, znacznie przekracza zakres moliwy do przyswojenia podczas kursu szkoleniowego MPI. Moe wic on take suy jako bogate rdo wiedzy do wykorzystania w dalszej pracy z systemem.

Korzystanie z podrcznikaNiniejsza ksika podzielona zostaa na kilka Rozdziaw i Dodatkw. Kady Rozdzia powicony jest oddzielnemu zagadnieniu i zawiera nastpujce sekcje:

CelePodsumowanie celw poznawczych danego Rozdziau.

Uzasadnienie celwWypunktowanie wakoci zasad postpowania, metodologi, przedstawionymi w Rozdziale. zgodnych ze wskazwkami, sugestiami i

Przegld zagadnieKompletne zestawienie zagadnie, omwionych w danym Rozdziale.

Teoria, pojcia i zaoeniaGwna cz rozdziau, przedstawiajca pojcia, zaoenia i teorie, lece u podstaw omawianych w nim zagadnie. Jej celem jest dostarczenie uytkownikowi szczegowych informacji, niezbdnych dla penego zrozumienia czci praktycznej kursu (niniejszy podrcznik powinien by uyty w powizaniu z dokumentacj czci praktycznej kursu Autodesk Moldflow Insight Podrcznik do wicze praktycznych, Cz I.

PodsumowanieKrtki przegld najwaniejszych zagadnie, poruszonych w danym Rozdziale.

X EMPIMETH Consult

2010

SPIS TRECISowo o niniejszym podrczniku .............................................................................................4 Korzystanie z podrcznika .......................................................................................................4 Cele ............................................................................................................................................4 Uzasadnienie celw .................................................................................................................4 Przegld zagadnie .................................................................................................................4 Teoria, pojcia i zaoenia ......................................................... .........................................4 Podsumowanie ..........................................................................................................................4 Synergy graficzny interfejs uytkownika AMI . ....................................................................15 Cele ......................................................................... ..................................................................15 Uzasadnienie celw ..................................................................................................................15 Przegld zagadnie ..................................................................................................................15 Teoria, pojcia i zaoenia: wprowadzenie do Synergy .......................................................16 Czym jest Autodesk Moldflow Insight? .................................................................................. 16 Czym jest Autodesk Moldflow Insight/Synergy? .......................................................................... 16 Uruchamianie Autodesk Moldflow Insight/Synergy .................................................................... 17 Autodesk Moldflow Insight/Synergy graficzny interfejs uytkownika ..................................... 18 Pasek rozwijalnych menu ..................................................................................................... ........... 19 Panele ............................................................................................................................................... 21 Zakadka Zada (Tasks) ................................................................................................................... 22 Panel Projektu .................................................................................................................................. 22 Studia ................................................................................................................................................ 23 Manipulowanie studiami: Drag-and-drop ................................................................................... 23 Porwnywanie Studiw ................................................................................................................... 23 Lista zada dla Studium ..................................................................................................... .............. 25 Zakadka Narzdzi (Tools)................................................................................................................ 26 Narzdzia podrczne (Toolbox)..................................................................................................... 27 Selekcja obiektw ............................................................................................................................ 28 Warstwy (Layers) ............................................................................................................ ................... 28 Layer Display opcje okna dialogowego ................................................................................... 30 Menu kontekstowe warstw ............................................................................................................. 31 Panel notatek (Notes) ...................................................................................................................... 32 Paski narzdzi (Toolbars) .................................................................................................................. 32 Menu kontekstowe ........................................................................................................................... 34 Okno graficzne Synergy (Display Window).................................................................................. 35 Praca w rodowisku Synergy .......................................................................................................... 44 Preferencje ....................................................................................................................................... 45 Metody selekcji obiektw ............................................................................................................... 49 Posugiwanie si wasnociami obiektw (Properties) .............................................................. 51 Manipulacje na widoku modelu ................................................................................................... 56 Podsumowanie ...........................................................................................................................59

X EMPIMETH Consult

2010

Rozdzia 2 ...................................................................................................................................... 60 Szybka analiza chodzenia wypeniania dopakowania odksztace (Cool + Fill + Pack + Warp) ............................................................................................................................. ......... 60 Rozdzia 3 ...................................................................................................................................... 62 Workflow typowego projektu Moldflow ........................................................................................ 62 Cele ........................................................................................................................................... 62 Uzasadnienie celw.................................................................................................................... 62 Przegld zagadnie .................................................................................................................... 62 Teoria, pojcia i zaoenia ................................................................................................ 63 Filozofia projektowania wg. Moldflow ........................................................................................... 63 Planowanie projektu w systemie Moldflow .................................................................................. 64 Optymalizacja wypeniania gniazda formy ................................................................................ 66 Okrelenie celu analizy .................................................................................................................... 67 Przygotowanie siatki elementw skoczonych MES .................................................................. 68 Wybr materiau ............................................................................................................................... 72 Dobr lokalizacji punktu wtrysku .................................................................................................... 72 Wybr maszyny wtryskowej ............................................................................................................. 72 Ustalenie warunkw przetwrstwa ................................................................................................ 73 Zdefiniowanie parametrw analizy ............................................................................................... 73 Uruchomienie analizy ....................................................................................................................... 73 Przegld wynikw analiz .................................................................................................................. 73 Rozwizywanie problemw wypeniania gniazda .................................................................... 74 Optymalizacja pynicia tworzywa ............................................................................................... 74 Rwnowaenie kanaw dolotowych .......................................................................................... 74 Wyznaczenie optymalnego profilu dopakowania .................................................................... 74 Optymalizacja wypraski................................................................................................................... 75 Optymalizacja odksztace ............................................................................................................ 76 Kryteria zastosowania systemw Autodesk Moldflow: Adviser, czy Insight? ......................... 78 Podsumowanie Rozdziau .......................................................................................................... 83 Rozdzia 4 ...................................................................................................................................... 84 Model MES: wymagania ................................................................................................................ 84 Cele ........................................................................................................................................... 84 Uzasadnienie celw ................................................................................................................... 84 Przegld zagadnie ................................................................................................................... 84 Teoria, pojcia i zaoenia ................................................................................................ 85 Oglne wymagania jakociowe wobec siatek MES. ................................................................ 85 Specyfika siatki 3D ......................................................................................................... ................... 95 Podsumowanie wymaga jakociowych dla siatek MES ......................................................... 99 Rozwaania o gstoci siatki MES ................................................................................................ 100 Szczegy modelu czci .............................................................................................................. 102 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 108 Rozdzia 5 .................................................................................................................................... 109 Translacja i przygotowanie modelu ............................................................................................ 109 Cele ......................................................................................................................................... 109 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 109 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 109 Teoria, pojcia i zaoenia .............................................................................................. 110 Przygotowanie modelu CAD ........................................................................................................ 111 Omwienie formatw importowanych plikw ......................................................................... 112 Import modelu CAD ........................................................................................................... ............ 116 Modele MES typu 3D ...................................................................................................................... 131 Wytyczne do generowania siatki 3D .......................................................................................... 137 Generowanie siatki Midplane ...................................................................................................... 137 Generowanie siatki ......................................................................................................................... 138 Sprawdzenie i ocena siatki ........................................................................................................... 138 Narzdzia diagnostyczne ..................................................................................................... ......... 141 Usuwanie problemw siatki .......................................................................................................... 146 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 179 Rozdzia 6 .................................................................................................................................... 181 Umiejscowienie punktu wtrysku .................................................................................................. 181 Cele ......................................................................................................................................... 181 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 181

X EMPIMETH Consult

2010

Przegld zagadnie .................................................................................................................. 181 Teoria, pojcia i zaoenia .............................................................................................. 182 Wytyczne dla lokalizacji przewki .............................................................................................. 182 Omwienie analizy optymalizacyjnej lokalizacji punktu wtrysku .......................................... 191 Wykonywanie analizy lokalizacji przewki ............................................................................... 192 Wyniki analizy optymalizacyjnej lokalizacji przewki .............................................................. 197 Interpretacja wynikw analizy ..................................................................................................... 201 Walidacja umiejscowienia punktu wtrysku ................................................................................ 201 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 203 Rozdzia 7 .................................................................................................................................... 203 Analiza Molding Window.............................................................................................................. 203 Cele ......................................................................................................................................... 204 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 204 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 204 Teoria, pojcia i zaoenia .............................................................................................. 205 Dane wejciowe analizy Molding Window ................................................................................ 206 Wykonywanie analizy Molding Window ..................................................................................... 207 Parametry procesu ......................................................................................................................... 208 Interpretacja wynikw analizy Molding Window...................................................................... 211 Odpowiedzi na pozostae pytania, dotyczce procesu ...................................................... 217 Podsumowanie.............................................................................................................................. 221 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 222 Rozdzia 8 .................................................................................................................................... 223

X EMPIMETH Consult

2010

Interpretacja wynikw analiz Moldflow ...................................................................................... 223 Cele ......................................................................................................................................... 223 Uzasadnienie celw ........................................................................................................... ...... 223 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 223 Typy rezultatw analiz .................................................................................................................... 224 Obrbka wynikw ........................................................................................................................... 231 Waciwoci wykresw ................................................................................................................... 233 Dodatkowe metody obrbki rezultatw .................................................................................... 243 Obrbka wynikw dla modeli 3D ................................................................................................ 247 Oglna interpretacja wynikw .................................................................................................... 252 Podsumowania typw rezultatw ............................................................................................... 264 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 265 Rozdzia 9 .................................................................................................................................... 266 Projektowanie przewek i kanaw dolotowych ..................................................................... 266 Cele ......................................................................................................................................... 266 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 266 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 266 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 267 Konstrukcja przewki .................................................................................................................... 267 Przewki usuwane rcznie ........................................................................................................... 267 Przewki usuwane automatycznie ............................................................................................ 274 Generowanie siatki MES na przewce...................................................................................... 279 Wymiarowanie przewek ............................................................................................................ 280 Definiowane przekroju przewki ................................................................................................. 281 Projektowanie systemw dolotowych ........................................................................................ 282 Modelowanie kanaw dolotowych .......................................................................................... 286 Balansowanie kanaw dolotowych .......................................................................................... 298 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 306 Rozdzia 10 .............................................................................................................................. .... 308 Podstawy dopakowania wypraski .............................................................................................. 308 Cele ......................................................................................................................................... 308 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 308 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 308 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 309 Kiedy wykonywa analiz dopakowania .................................................................................. 309 Wykonywanie analizy dopakowania .......................................................................................... 315 Wyniki analizy dopakowania dla modeli Midplane i Dual Domain ...................................... 316 Wyniki analizy dopakowania dla modeli 3D ............................................................................. 319 Temperatura ............................................................................................................................. ..... 320 Wykres XY cinienia ......................................................................................................................... 322 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 323 Rozdzia 11 .................................................................................................................................. 324

X EMPIMETH Consult

2010

Dane wejciowe analizy pynicia ............................................................................................. 324 Cele ......................................................................................................................................... 324 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 324 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 324 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 325 Opcje zaawansowane .................................................................................................................. 333 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 364 Rozdzia 12 .................................................................................................................................. 365 Sporzdzanie raportw z analiz ................................................................................................... 365 Cele ......................................................................................................................................... 365 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 365 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 365 Podstawowe kroki w kreowaniu sprawozda zawieraj:....................................................... 365 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 366 Przekazywanie informacji ze rodowiska Synergy .................................................................... 366 Report Generation Wizard ............................................................................................................ 370 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 382 Rozdzia 13 .................................................................................................................................. 383 Autodesk Moldflow Communicator ............................................................................................ 383 Cele ......................................................................................................................................... 383 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 383 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 383 Niniejszy rozdzia zapozna uytkownika ze wszystkimi cechami Komunikatora AMC, oraz pomoe zastosowa je w praktyce dla utworzenia pliku raportu. Poszczeglne zagadnienia zawieraj: ............................................................................................................................. ... 383 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 384 Wprowadzenie ............................................................................................................................... 384 Interfejs uytkownika w Komunikatorze AMC ............................................................................ 385 Sposb uycia Komunikatora AMC............................................................................................. 396 Przygotowanie plikw rezultatw w systemach Autodesk Moldflow Insight lub Adviser . 403 Rozdzia 14 .................................................................................................................................. 411 Przykad projektu AMI krok po kroku ....................................................................................... 411 Cele ......................................................................................................................................... 411 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 411 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 411 Procedury, opisane i zastosowane w projekcie o ktrym traktuje Rozdzia, zawieraj:...... 411 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 412 Zagadnienia projektowe do rozwaenia ................................................................................... 412 Przygotowanie modelu MES ......................................................................................................... 413

X EMPIMETH Consult

2010

Import modelu CAD ........................................................................................................... ............ 414 Ustalenie gstoci siatki MES ......................................................................................................... 414 Generowanie siatki MES ................................................................................................................ 415 Ocena siatki MES ............................................................................................................................. 415 Uporzdkowanie siatki MES ........................................................................................................... 415 Mesh Repair Wizard .......................................................................................................... .............. 416 Naprawa siatki z uyciem narzdzi manualnych ...................................................................... 417 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 421 Dodatek A ................................................................................................................................... 422 Tworzywa termoplastyczne .......................................................................................................... 422 Cele ......................................................................................................................................... 422 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 422 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 422 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 423 Czym jest polimer? .......................................................................................................................... 423 Struktura polimerw ........................................................................................................................ 423 Klasyfikacja polimerw ...................................................................................................... ............ 423 Klasyfikacja tworzyw termoplastycznych na podstawie ich morfologii ............................... 424 Waciwoci tworzyw sztucznych .............................................................................................. ... 425 Warunki przetwrstwa .................................................................................................................... 426 Waciwoci reologiczne ............................................................................................................... 426 Waciwoci cieplne ....................................................................................................................... 427 Waciwoci fizyczne ........................................................................................................ .............. 428 Waciwoci mechaniczne ........................................................................................................... 429 Wasnoci skurczowe ...................................................................................................................... 429 Rodzaje tworzyw termoplastycznych i ich oznaczenia ........................................................... 431 Podsumowanie Rozdziau ............................................................................................................ 434 Dodatek B ................................................................................................................................... 435 Proces formowania wtryskowego ............................................................................................... 435 Cele ......................................................................................................................................... 435 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 435 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 436 Formowanie wtryskowe ................................................................................................................. 436 Wtryskarki ........................................................................................................................................ 436 Proces formowania wtryskowego ............................................................................................... 437 Cykl formowania wtryskowego ................................................................................................. ... 438 Forma wtryskowa ............................................................................................................................ 438 Cinienie wtrysku ............................................................................................................................. 439 Cinienie czoa strugi pyncego stopu ..................................................................................... 440 Czynniki wpywajce na niezbdne cinienie wtrysku ............................................................ 440 Pynicie stopionego tworzywa ................................................................................................... 441 Fazy formowania wtryskowego .................................................................................................... 441 Pynicie fontannowe ........................................................................................................ ............ 443 Przepyw w przekroju poprzecznym i orientacja makroczsteczek...................................... 443 Wymiana ciepa w przekroju poprzecznym .............................................................................. 444

X EMPIMETH Consult

2010

Szybko wtrysku a grubo warstwy zestalonej ...................................................................... 445 Cinienie Objto Temperatura (wykres pvT) .................................................................... 446 Skurcz tworzywa .............................................................................................................................. 447 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 448 Dodatek C ................................................................................................................................... 449 Metoda Elementw Skoczonych przegld ............................................................................ 449 Cele ......................................................................................................................................... 449 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 449 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 449 Teoria, pojcia i zaoenia ........................................................................................................... 450 Elementy skoczone wykorzystane w programach Moldflow .............................................. 450 Rodzaje siatek wykorzystywane w programach Moldflow .................................................... 450 Zaoenia moduu obliczeniowego (solwera)........................................................................... 451 Specyficzne zaoenia dla elementw ...................................................................................... 452 Siatki 3D ........................................................................................................................................... 452 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 453 Dodatek D ................................................................................................................................... 454 Zasady Projektowania Moldflow .................................................................................................. 454 Cele ......................................................................................................................................... 454 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 454 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 455 Jednokierunkowy i kontrolowany profil pynicia .................................................................... 456 Zrwnowaony przepyw ............................................................................................................... 457 Stay gradient cinienia ................................................................................................................. 458 Kontrola maksymalnego naprenia cinajcego.................................................................. 459 Rwnomierne chodzenie ............................................................................................................. 460 Kontrola lokalizacji linii zlewania (meld) oraz zderzania (weld). ............................................ 461 Unikanie zawaha strugi tworzywa ............................................................................................. 461 Unikanie efektu podpywania strugi ........................................................................................... 462 Rwnowaenie pynicia lokalnymi pogrubieniami/przecienieniami cianki .................... 464 Kontrola generowania ciepa w wyniku tarcia ........................................................................ 465 Kontrolowane zastyganie kanaw dopywowych ................................................................. 466 Optymalny stosunek objtoci ukadu zasilania/gniazd formy. ........................................... 467 Podsumowanie Rozdziau ............................................................................................................ 468 Dodatek E .................................................................................................................................... 469 Uycie systemu on-line HELP w rodowisku AMI ......................................................................... 469 Cele ............................................................................................................................... .......... 469 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 469 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 469 W gwnej czci Rozdziau przedstawione i przewiczone zostan nastpujce cechy systemu pomocy on-line rodowiska Synergy/AMI: .............................................................. 469

X EMPIMETH Consult

2010

Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 470 Dostp do systemu Help ................................................................................................................ 470 Strona gwna systemu on-line Help ........................................................................................... 472 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 478 Dodatek F .................................................................................................................................... 479 Narzdzia modelowania .............................................................................................................. 479 Cele ......................................................................................................................................... 479 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 479 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 479 W gwnej czci Rozdziau przedstawione zostan wane aspekty modelowania MES z uyciem narzdzi, dostpnych w rodowisku Synergy. Trzy najwaniejsze tematy tego rozdziau to: ............................................................................................................................... 479 Terminologia ................................................................................................................................... 479 Elementy geometrii najczciej modelowane w Synergy ...................................................... 485 Zastosowanie narzdzi modelowania ........................................................................................ 485 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 501 Dodatek G .................................................................................................................................. 502 Wyszukiwanie i porwnywanie materiaw w Bazie Danych .................................................... 502 Cele ......................................................................................................................................... 502 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 502 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 502 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 503 Okno dialogowe wyboru materiau ............................................................................................ 503 Szczegy danych materiaowych.............................................................................................. 509 Wpyw tworzywa na rodowisko .................................................................................................. 511 Raport metod testowych dla materiau .................................................................................... 512 Porwnywanie materiaw ........................................................................................................... 513 Dane materiaowe, wymagane dla przeprowadzenia analiz .............................................. 514 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 516 Dodatek H ................................................................................................................................... 517 Zarzdzanie zadaniami systemu - Job Manager ....................................................................... 517 Cele ......................................................................................................................................... 517 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 517 Przegld zagadnie ................................................................................................................. 517 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 518 Job Manager ................................................................................................................. ................ 518 Okno interakcyjne Job Managera .............................................................................................. 518 Opcje okna dialogowego Job Manager .................................................................................. 519 Przykady zastosowania Job Managera .................................................................................... 523 Przetwarzanie zada bez zastosowania Job Managera ........................................................ 525 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 527

X EMPIMETH Consult

2010

Dodatek I.................................................................................................................... ................. 528 Zastosowanie propagatorw i deflektorw pynicia ............................................................... 528 Cele ......................................................................................................................................... 528 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 528 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 528 W gwnej czci Rozdziau, uytkownik zapoznany zostanie z przykadem zastosowania deflektora pynicia celem przesunicia linii czenia z okolic rodka krawdzi otworu do jego naronika. ......................................................................................................................... 528 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 529 Czym s Flow Leaders oraz Deflectors? ..................................................................................... 529 Zastosowanie propagatorw i deflektorw pynicia ............................................................ 529 Zalety i wady rozwizania ............................................................................................................. 530 Projektowanie zmian gruboci cianki ........................................................................................ 530 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 533 Dodatek J .................................................................................................................................... 534 Zastosowanie przewek zaworowych ....................................................................................... 534 Cele ......................................................................................................................................... 534 Uzasadnienie celw ................................................................................................................. 534 Przegld zagadnie .................................................................................................................. 534 W niniejszym Rozdziale, uytkownik zapoznany zostanie z zastosowaniem przewek zaworowych na przykadzie wtrysku donicy, w ktrej niepodane s widoczne linie czenia strug tworzywa. Prosty, gorco-kanaowy ukad dolotowy zamodelowany zostanie z uyciem zautomatyzowanego narzdzia Runner System Wizard, a w toku dalszej edycji jego elementw, przypisane zostan odpowiednie atrybuty. ................................... 534 Teoria, pojcia i zaoenia ....................................................................................................... 535 Modelowanie przewki zaworowej ........................................................................................... 536 Rezultaty analizy pynicia z przewkami zaworowymi ........................................................ 540 Podsumowanie Rozdziau ........................................................................................................ 541

X EMPIMETH Consult

2010

Rozdzia 10 Podstawy dopakowania wypraskiCeleCelem niniejszego rozdziau jest omwienie procedury przygotowania, wykonywania oraz interpretowania analizy dopakowania

Uzasadnienie celwPrzy ocenie odksztace, skurczw, oraz wad takich, jak np. wcignicia powierzchni wypraski, najwaniejszym czynnikiem jest jako jej dopakowania. Gwnym rezultatem analizy dopakowania jest wielko i rozkad skurczu objtociowego, odgrywajce kluczow rol w jakoci czci.

Przegld zagadnieW rozdziale poruszone zostan nastpujce zagadnienia: Kiedy winno si przeprowadza analiz dopakowania Definicje terminw, uywanych w kontekcie dopakowania Parametry wejciowe analizy dopakowania Wykonywanie analizy dopakowania Przegld rezultatw analizy dla wszystkich 3 typw siatki MES

X EMPIMETH Consult

2010

Teoria, pojcia i zaoenia Kiedy wykonywa analiz dopakowaniaAnaliza dopakowania Pack wykonywana jest w ramach procedury optymalizacji czci, a konkretnie procesu pynicia tworzywa Flow, co pokazuje schemat na Rysunku 265. Najlepiej jest wykona tak analiz po: Zoptymalizowaniu sposobu wypeniania gniazda Zwymiarowaniu i zbalansowania ukadu dolotowego Wykonaniu analizy chodzenia, tak aby dostpne byy jej wyniki

Optymalizacja pynicia Optymalizacja wypeniania Zbalansowanie ukadu dolotowego

Analiza chodzenia?

TakOptymalizacja chodzenia

Nie

Optymalizacja profilu dopakowania KONIEC

Rysunek 265: Schemat blokowy procesu optymalizacji pynicia

Optymalizacja wypenianiaOptymalizacja wypeniania czci dotyczy wszystkich aspektw procesu wypeniania czci, ktre powinno si zbada na samym pocztku procesu projektowania. Obejmuje lokalizacj przewki oraz warunki przetwrstwa.

Wymiarowanie i balansowanie ukadu dolotowegoW typowej procedurze, kanay s wymiarowane i balansowane po zoptymalizowaniu wypeniania gniazda. Docelowy model ukadu zasilania musi by uwzgldniony w analizie dopakowania, aby bya ona reprezentatywna, bowiem wymiary przewek i kanaw mog mie duy wpyw na efektywno dopakowania gniazda.

X EMPIMETH Consult

2010

Analiza chodzeniaWykonanie analizy chodzenia przed analiz dopakowania nie jest niezbdne, ale jest mocno zalecane. Faza dopakowania jest zdominowana przez proces wymiany ciepa midzy tworzywem i form. Analiza chodzenia okrela rzeczywiste parametry tego procesu. Odpyw ciepa do formy nigdy nie jest jednolity; istniej miejsca o znacznie zrnicowanej temperaturze, przewodnictwie cieplnym itd. Bez wynikw analizy chodzenia, analiza dopakowania musi opiera si na upraszczajcym rzeczywisto zaoeniu cakowitej uniformizacji wymiany ciepa w caej objtoci czci, przez co staje si duo mniej dokadna. Dlatego analiza dopakowania nie poprzedzona analiz chodzenia powinna by traktowana wycznie jako wstpna. Ostateczna sekwencja analiz zawsze powinna by nastpujca: Cool + Fill + Pack.

DefinicjeW przemyle wtrysku tworzyw sztucznych uywa si kliku charakterystycznych terminw, odnoszcych si do fazy dopakowania gniazda czci. Przedstawia je Tabela 41, a Rysunek 266 podsumowuje wprowadzone definicje.

Tabela 41: Definicje zwizane z dopakowaniem TerminPacking Pressure (cinienie dopakowania) Packing Time (czas dopakowania) Hold Pressure (cinienie docisku)

OpisWielko cinienia, aplikowanego po przeczeniu kontroli wtrysku z prdkoci na cinienie (V/P)

Czas aplikowania cinienia po przeczeniu kontroli wtrysku V/P

Czsto uywane zamiennie z cinieniem dopakowania. Moe te odnosi si do innej wartoci cinienia, aplikowanej po momencie przeczenia V/P (zwykle niszej). Istnienie tych dwch terminw wynika z faktu, e na niektrych wtryskarkach istniej oddzielne sterowania dla dopakowania, a nastpnie dla docisku. Oba aplikuj cinienie przez okrelony czas. AMI posuguje si tylko jednym z nich (Pack/Holding Control). Zwykle, faz jego dziaania okrela si po prostu dopakowaniem. W jej trakcie, warto cinienia moe by dowolnie zmieniana, tworzc packing profile. Profil taki moe zosta zrealizowany na wtryskarce zarwno z dwoma, jak i pojedynczym sterowaniem cinienia Czas aplikowania cinienia docisku

Hold Time (czas docisku) Cooling Time (czas chodzenia)

Jest to czas po fazie dopakowania, gdy cinienie w dyszy maszyny wynosi ju zero; cz kontynuuje chodzenie do momentu osignicia temperatury rozformowania. Czasy: wtrysku, dopakowania, chodzenia oraz rozformowania tworz w sumie czas cyklu procesu.

X EMPIMETH Consult

2010

P

Dopakowanie wg Moldflow

Dopakowanie

Wypenianie

Docisk na wtryskarce

tRysunek 266: Podsumowanie nazewnictwa faz wtrysku

Dane wejciowe analizy dopakowaniaIstniej 3 obowizkowe parametry wejciowe analizy dopakowania: Czas dopakowania Cinienie dopakowania Czas chodzenia Cinienie i czas dopakowania s wprowadzane w postaci stabelaryzowanej, definiujcej profil cinienia dopakowania patrz Rysunek 267.

Rysunek 267: Profil blokowy w tablicy wartoci cinienia w czasie dopakowaniaPokazany powyej, przykadowy profil naley rozumie nastpujco: od momentu przeczenia sterowania V/P, potrzeba zero sekund na ustalenie cinienia na poziomie 36 MPa, nastpnie potrzeba 8.8 sekund na ustalenie cinienia na poziomie 36 MPa. Jako e w tym przypadku warto cinienia wynosi stale 36 MPa, oznacza to, e wanie takie, stae cinienie dopakowania aplikowane jest w sumie przez 8.8 sekund. Taki profil nazywamy blokowym.

X EMPIMETH Consult

2010

Tabela ba Rysunku 268 definiuje natomiast opadajcy profil cinienia:

Rysunek 268: Opadajcy profil cinieniaW tym przypadku, potrzeba jednej sekundy na osignicie cinienia 36 MPa, ktre jest utrzymywane przez kolejne 8.8 sekundy, a nastpnie opada do zera w czasie 1 sekundy. Oba profile przedstawiono graficznie na Rysunku 269.

P

Blokowy

Profilowany

TRysunek 269: Przykadowe profile cinienia dopakowania

Czas reakcji hydrauliki wtryskarkiBaza danych wtryskarek zawiera parametr zwany czasem reakcji hydrauliki (Rysunek 270). Maszyna standardowa (domylna) ma bardzo niewielk warto tego parametru (0.01 sek.). Wszystkie konkretne maszyny w bazie posiadaj t warto rwn 0.2 sek. Parametr jest pomocny przy interpretacji profili dopakowania z wartociami czasw mniejszymi, ni czas reakcji hydrauliki. Gdy uyty jest profil z Rysunku 267, wartoci zerowe zastpowane s tym wanie parametrem z bazy danych. Rysunek 271 pokazuje przykadowy wpyw parametru na rzeczywisty profil wtrysku. Jedna z linii odpowiada domylnej wartoci, a druga bardzo dugiemu czasowi reakcji, rwnemu 1.0 sek. Przy wprowadzaniu definicji profilu, parametr ten mona uwzgldnia na jeden z nastpujcych sposobw: Wprowadzi zero, i pozwoli na uycie domylnego czasu reakcji hydrauliki. Jako, e jest on niezmiernie krtki, profil nie bdzie realistyczny Wprowadzi zero, ale zmieni czas reakcji w danych maszyny na bardziej realistyczn warto Zamiast zera, wprowadzi od razu realistyczn warto, jak np. 0.2 sek.

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 270: Czas reakcji hydrauliki maszyny w bazie danych wtryskarek

Rysunek 271: Wpyw czasu reakcji hydraulicznej na profil cinienia dopakowania

Metody profilowania cinieniaCinienie moe by okrelane na jeden z 4 nastpujcych sposobw: % Filling pressure vs. time (domylnie) o zamiast wprowadza warto liczbow, okrela si procent cinienia wypenienia. Standardowym profilem jest 80% cinienia wypenienia przez 10 sekund.

Packing pressure vs time o Jest to metoda, przedstawiona wyej na Rysunkach 267-269

Hydraulic pressure vs. time o Cinienie hydrauliczne na wtryskarce zostanie przeoone na warunki panujce w jej dyszy poprzez intensification ratio (wspczynnik intensyfikacji cinienia). Dla wikszoci wtryskarek, przeoenie to wynosi 10:1, co oznacza cinienie dopakowania 10 razy wysze ni cinienie w hydraulice maszyny.

% Maximum machine pressure vs. Time o Okrelanie cinienia jako procent cinienia maksymalnego wtryskarki jest metod rzadko uywan.

X EMPIMETH Consult

2010

Czas chodzeniaCzas chodzenia moe zosta zdefiniowany w wizardzie ustawie analizy jako automatyczny, albo okrelony manualnie (Rysunek 272). Metoda automatyczna wyliczy dugo czasu chodzenia tak, aby wypraska zdya zastygn w 100% (bazujc na temperaturze rozformowania dla uytego tworzywa). Uytkownik moe te rcznie wprowadzi temperatur rozformowania, albo zmieni procentowy stopie zakrzepnicia czci, klikajc przycisk Edit ejection criteria...

Rysunek 272: Metody okrelania czasu chodzenia w ustawieniach analizy dopakowania

Okrelanie cinienia dopakowaniaWarto cinienia, uytego do dopakowania czci, jest czsto skorelowana z cinieniem, wymaganym do jej wypenienia. Jako zgrubne kryterium wyjciowe, przyjmuje si cinienie dopakowania na poziomie 80% cinienia wypeniania. Jest to warto domylna w wizardzie ustawie analizy; jednak w rzeczywistoci cinienie dopakowania moe si znacznie zmienia od 20 do 100% wartoci cinienia wypeniania, a nawet w jeszcze szerszym zakresie. Wanym ograniczeniem cinienia dopakowania jest kryterium nieprzekroczenia limitu siy zwarcia wtryskarki. Wzr, przedstawiony poniej, suy do wyznaczania maksymalnej wartoci cinienia, jakiej nie powinno si przekracza. Wzr wyznacza cinienie, zakadajc stay jego gradient w gniedzie, oraz uycie 80% moliwoci maszyny. S to ostrone zaoenia, ktrych zaleca si uywa jako punkt wyjcia.

Pmax = (F/A) x 100 x 0.8, gdzie: Pmax = dopuszczalne maksimum cinienia dopakowania F A = sia zwarcia maszyny (w tonach) = cakowita powierzchnia rzutu formy na paszczyzn XY (w cm 2)

100 = wspczynnik konwersji jednostek 0.8 = wspczynnik bezpieczestwa, odpowiadajcy 80% wydolnoci wtryskarki

X EMPIMETH Consult

2010

Ustalanie czasu dopakowaniaCzas dopakowania powinien by wystarczajco dugi, aby przewka zdya zastygn. Jego warto mona wic oszacowa na podstawie wykresu Time to reach ejection temperature, dostpnego jako rezultat analizy wypeniania. Jednak ta warto moe okaza si za maa, jako e prdkociom cinania podczas dopakowania towarzyszy generowanie dodatkowego ciepa. Najlepiej jest wic przyj bardzo dugi czas dopakowania dla pierwszej analizy np., 20 sekund gdy czas odmarzania przewek wynosi 4 sekundy. W kolejnych analizach dopakowania, po ocenie rzeczywistego przebiegu zjawisk cieplnych, warto ta moe zosta skorygowana.

Najlepszym sposobem znalezienia rzeczywistego momentu zakrzepnicia przewkijest ocena wykresu Frozen layer fraction (dla siatek Midplane lub Dual Domain), albo wykresu temperatury (dla modeli 3D); mona to uczyni dopiero po wykonaniu wstpnej analizy dopakowania, dla ktrej niezbdne jest przyjcie dugiego czasu dopakowania, jak wspomniano powyej.

Wykonywanie analizy dopakowaniaAnaliza dopakowania bdzie wykonana po zmianie sekwencji analiz na Fill + Pack. Rozpoczyna si ona automatycznie po zakoczeniu analizy wypeniania, co nastpuje gdy cz wypeniona jest w 100%. Jedynym w porwnaniu z analiz wypeniania, przeprowadzan samodzielnie dodatkowym parametrem wejciowym jest czas chodzenia. Punkt przeczenia sterowania V/P, jak i profil dopakowania, s bowiem rwnie potrzebne dla analizy wypeniania, jako e zmiana sterowania procesu prdkoci wtrysku na sterowanie cinieniem (punkt V/P) ma miejsce jeszcze zanim gniazdo jest wypenione cakowicie.

Punkt przeczenia sterowania V/PDomylnie, umiejscowienie tego punktu w czasie jest ustawione na automatyczne, tzn. wyliczone w taki sposb, e gdyby w tym momencie limak wtryskarki zatrzyma si, sama dekompresja tworzywa wystarczyaby dokadnie na cakowite dopenienie gniazda. Po wyznaczeniu tego punktu metod automatyczn, dla dalszego przebiegu analizy uywana jest odrbna metoda. Inne, moliwe do zastosowania, metody okrelania punktu przeczenia sterowania, obejmuj: % volume filled (% wypenionej objtoci) Ram position (pozycja limaka) o Tylko z profilem absolutnej prdkoci limaka

Injection pressure (cinienie wtrysku) Hydraulic pressure (cinienie hydrauliczne) Clamp force (sia zwarcia) Injection time (czas wtrysku)

Najczciej

stosowan metod jest % wypenionej objtoci, jeeli automatyczne

wyznaczenie nie jest uyteDokadna warto procentowa wypenienia gniazda w momencie automatycznego przeczenia kontroli wtrysku z prdkoci na cinienie zaley od ciliwoci tworzywa (jego charakterystyki PVT), oraz cinienia, wymaganego do wypenienia czci.

X EMPIMETH Consult

2010

Kontrola dopakowania / dociskuIstniej 4 metody kontrolowania cinienia: % Filling pressure vs. time o Jest to metoda domylna, zakadajca 80% cinienia wypeniania przez 10 sekund o Uywa si jej, gdy cinienie wypenienia nie jest znane, a sia zwarcia nie stanowi problemu o Po wykonaniu wstpnej analizy dopakowania, w kolejnej analizie uywa si ju wyliczonego cinienia dopakowania Packing pressure vs time o Jest to warto cinienia, przyoonego w fazie dopakowania o Najczciej stosuje si, gdy cinienie wypeniania jest juz znane, i podany jest konkretny profil dopakowania Hydraulic pressure vs. Time o Cinienie hydrauliczne na wtryskarce zostanie przeoone na warunki panujce w jej dyszy poprzez intensification ratio (wspczynnik intensyfikacji cinienia) o Uywa si, gdy wybrana zostaa konkretna wtryskarka, albo gdy powielany jest istniejcy proces % Maximum machine pressure vs. Time o Okrelanie cinienia jako procent cinienia maksymalnego wtryskarki jest metod rzadko uywan. Musi by znana konkretna wtryskarka, i jej limit cinienia o Metody uywa si te, gdy powielany jest istniejcy proces

Wyniki analizy dopakowania dla modeli Midplane i Dual DomainVolumetric shrinkage (skurcz objtociowy)Jednym z najwaniejszych rezultatw analizy dopakowania jest Volumetric shrinkage at ejection. Pokazuje on rozkad w caej czci skurczu objtociowego w momencie rozformowania. Na podstawie tego rezultatu porwnuje si ze sob jako dopakowania, midzy rnymi analizami. Dwa lewe okna na Rysunku 273 pokazuj jego wizualizacj dla dwch studiw. W studium grnym zastosowano cinienie dopakowania dwukrotnie wiksze, ni w dolnym; jak wida, zaowocowao to znacznie niszym skurczem objtociowym. Prawe dwa okna tego rysunku pokazuj skurcz objtociowy jako wykres ciekowy. W odrnieniu od poprzedniego, ten rezultat jest typu Intermediate, tzn. posiada wiele, zapisanych w czasie cyklu, zestaww danych. Wykresy te pokazuj zmian skurczu w czci, w funkcji odlegoci od przewki. Wykresy mog by animowane w czasie, co pozwala zaobserwowa moment, w ktrym dany obszar przestaje si kurczy.

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 273: Wizualizacje skurczu objtociowego

Frozen layer fraction (udzia warstwy zakrzepej)Tego wykresu uywa si gwnie w celu stwierdzenia, w ktrym momencie nastpuje zastygnicie przewki. Warto rezultatu rwna 1.0 oznacza, e w caym przekroju temperatura tworzywa nie jest wysza od temperatury krzepnicia. Aby dokadniej oceni wynik, naley wyczy urednianie po wzach. Jako e jest to rezultat poredni, przewidzenie momentu zastygania przewki bdzie tylko na tyle dokadne, na ile pozwala zastosowany odstp w czasie zapisywania wynikw. Rysunek 274 przedstawia ten rezultat dla dwch rnych analiz dopakowania. Po lewej stronie, zastosowano dwa razy wiksze cinienie dopakowania. Czas krzepnicia przewek wynosi 9.25 sek. przy 36 MPa, oraz 9.5 sek. przy 72 MPa. Wykresy przedstawiaj sytuacj w momencie czasu 9.25 sekundy. Naley pamita, e na czas odmarzania przewek wpywaj rwnie: rodzaj tworzywa, jego temperatura, oraz czas wtrysku.

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 274: Udzia warstwy zastygej po 9.25 sekundy, przy dwch rnych cinieniach dopakowania

Wykres XY cinieniaGeneralnie, celem analizy dopakowania jest uzyskanie jednorodnego skurczu objtociowego w caej czci. Na danym obszarze, cinienie panujce w momencie jego zastygania determinuje skurcz objtociowy w tym obszarze. Im wiksze cinienie jest aplikowane w czasie dopakowania, tym nisza warto skurczu. Jako, e w czci panuje zawsze gradient cinienia (z najnisz wartoci na kocu drogi pynicia), rwnie skurcz objtociowy bdzie mia podobny rozkad. Obserwujc zmiany cinienia w czci, oraz moment zastygania jej poszczeglnych regionw, mona lepiej zrozumie formowanie si danego rozkadu skurczw. Rysunek 275 przedstawia wykresy cinienia typu XY dla dwch rnych analiz. Wida du rnic cinienia midzy przewk a kocem drogi pynicia. Jest rwnie jasne, e maksymalne cinienie w kadym miejscu wypraski jest wiksze, gdy cinienie dopakowania wynosio 72 MPa, (po lewej), ni dla 36 MPa (po prawej).

Rysunek 275: Wykresy cinienia typu XY

X EMPIMETH Consult

2010

Wyniki analizy dopakowania dla modeli 3DSkurcz objtociowyW analizie 3D, najwaniejszym rezultatem dopakowania jest Volumetric Shrinkage. Pokazuje on rozkad skurczu nie tylko na caej czci, ale take w kadym jej przekroju. Zakres zmiennoci skurczu jest zwykle wikszy w przekroju, ni na powierzchni wypraski. Istnieje kilka sposobw oceny skurczu w modelu 3D, w tym: Cieniowana wizualizacja z paszczyzn tnc Pojedynczy kontur ustawiony na dan warto, i animowany w czasie Pojedynczy kontur w momencie rozformowania (pojedynczy zestaw danych), z zakresem wartoci Wykres prbkowany XY Kadej z powyszych metod uywa si w zalenoci od celu analizy, i interesujcego analityka jej aspektu. Rysunek 276 pokazuje przykady takich wykresw.

Cieniowana wizualizacja z paszczyzn tncRysunek 276A pokazuje skurcz objtociowy w domylnej formie cieniowanej wizualizacji, i z paszczyzn tnc dla pokazania zmiennoci rezultatu w przekroju. Jest to bardzo dobry sposb oceny rezultatu analizy dopakowania, jako e daje pojcie o rozkadzie skurczu zarwno na powierzchni, jak i w przekroju czci.

Dla pokazania rezultatu w przekroju, uy te mona wykresu prbkowanego XY. Pojedynczy kontur animowany w czasieRysunek 276B pokazuje przykad wykres konturowy, czcy miejsca wypraski o specyficznej wielkoci skurczu, i animowany w czasie. Po wybraniu tego typu wykresu i konkretnej wartoci skurczu, animujc wykres w czasie mona sprawdzi, kiedy i gdzie skurcz objtociowy jest rwny zadanej wartoci. Na og, obszar wywietlany zmniejsza si wraz ze wzrostem czasu.

Pojedynczy kontur, animowany w zakresie wartoci rezultatuRysunek 276C pokazuje skurcz objtociowy w momencie rozformowania (ostatni z serii rezultatw porednich), w ramach zadanych wartoci skurczu. Skala rezultatu powinna by ustawiona na wartoci zaokrglone, a zakres wartoci do wywietlenia stanowi cz tej skali (w zilustrowanym przykadzie, jego wielko wynosi 0.1%). Gdy wykres jest animowany, kolorem pokryte bd tylko te rejony czci, w ktrych skurcz mieci si w tym zakresie. Bywa to bardzo uyteczne w wyszukiwaniu obszarw wypraski celem porwnania panujcego w nich skurczu z pozosta jej czci. Na pokazanym wykresie, istnieje tylko kilka rejonw ze skurczem wyszym, ni 5.3%, i wszystkie one pooone s po stronie czci przeciwlegej do przewki.

X EMPIMETH Consult

2010

Wykres prbkowany XYWykres taki, pokazany na Rysunku 276D, pokazuje zmian skurczu objtociowego w czci. Zwykle, wykres jest tworzony dla przekroju. Krzywa 1 powstaa dla punktu na powierzchni, wskazanego najbliej przewki, za krzywa 4 najdalej. Wida, e na powierzchni czci, wartoci skurczu dla wszystkich krzywych s prawie jednakowe. Jednak we wntrzu przekroju, skurcz jest najwyszy dla krzywych 3 i 4, reprezentujcych rejon najbardziej odlegy od przewki.

PodsumowanieJak wida, informacja o skurczu objtociowym, przedstawiona we wszystkich 4 oknach Rysunku 276, jest ta sama. Wybr jednej z metod jej prezentacji zaley zatem od specyficznych potrzeb analityka, oceniajcego wyniki analizy dopakowania.

B

A

D

C

Rysunek 276: Cztery sposoby wizualizacji skurczu objtociowego w czci 3D

TemperaturaWykres tego rezultatu obrazuje zmiany temperatury w czasie i w gruboci przekroju. Zwykle wizualizuje si go jako cieniowany, z paszczyzn tnc. Daje dobre wyobraenie o procesie chodzenia czci. Temperatura, wywietlona pojedynczym konturem, jest pomocna w wyznaczeniu czasu krzepnicia przewki (po ktrym dalsze dopakowanie mija si z celem). Naley j odnie do temperatury krzepnicia tworzywa, uytego w analizie.

X EMPIMETH Consult

2010

Dokadno okrelenia tego czasu zaley od gstoci rezultatw porednich w czasie. Domyln ich liczb jest 5. Jeeli czas dopakowania i chodzenia wynosi w sumie 10 sekund, dokadno wyznaczenia czasu krzepnicia przewki wyniesie 2 sekundy. Tak wic, liczba rezultatw porednich jest ustalana przed wykonaniem analizy na podstawie sumarycznego czasu dopakowania i chodzenia, oraz tolerancji, wymaganej dla wyznaczenia czasu krzepnicia przewki. Temperatura moe by wywietlana na kilka sposobw: Wykres cieniowany, paszczyzna tnca, wyskalowanie na wszystkie ramki Wykres prbkowany, kilka aktywnych paszczyzn, wyskalowanie na wszystkie ramki Pojedynczy kontur dla temperatury krzepnicia

Wizualizacja cieniowana z paszczyzn tncWykres temperatury z paszczyzn tnc jest przedstawiony na Rysunku 277A w momencie wypenienia czci. Przewka znajduje si z lewej strony. Temperatura w rodku przekroju jest zdecydowanie najwysza w pobliu przewki. Animowanie wykresu pozwala przeledzi zmian temperatury. Sposb schadzania wntrza przekroju wpywa na jako dopakowania w danym miejscu, a przez to na wynikowy skurcz objtociowy.

Wykres prbkowanyWykres prbkowany temperatury jest bardzo podobny w swojej treci do wyej omwionej wizualizacji z paszczyzn tnc. Rnica polega na tym, e taki wykres pozwala wybra wiele paszczyzn za jednym razem. Mog one by ustawione pod dowolnym ktem wzgldem siebie.

Pojedynczy kontur dla temperatury krzepniciaNajatwiejszym sposobem znalezienia czasu odmarzania przewki jest wywietlenie wykresu temperatury jako pojedynczego konturu, z wartoci rezultatu ustawion na temperatur krzepnicia uytego tworzywa. Gdy w ktrym momencie czasu kontur wizualnie oddziela przewk od reszty czci, moment ten uznaje si za czas zakrzepnicia przewki. Na Rysunku 277B, przewka jeszcze nie zakrzepa cakowicie w czasie 9.5 sek. Precyzyjne uycie animacji w czasie (np. o jedn ramk do przodu), pokae przewk oddzielon ju od czci, czyli zakrzep.

A

B

Rysunek 277: Wizualizacje temperatury

X EMPIMETH Consult

2010

Wykres XY cinieniaGeneralnie, celem analizy dopakowania jest uzyskanie jednorodnego skurczu objtociowego w caej czci. Na danym obszarze, cinienie panujce w momencie jego zastygania determinuje skurcz objtociowy w tym obszarze. Im wiksze cinienie jest aplikowane w czasie dopakowania, tym nisza warto skurczu. Jako, e w czci panuje zawsze gradient cinienia (z najnisz wartoci na kocu drogi pynicia), rwnie skurcz objtociowy bdzie mia podobny rozkad. Obserwujc zmiany cinienia w czci, oraz moment zastygania jej poszczeglnych regionw, mona lepiej zrozumie formowanie si danego rozkadu skurczw. Rysunek 278 przedstawia wykresy cinienia typu XY dla dwch rnych analiz. Wida du rnic cinienia midzy przewk a kocem drogi pynicia. Jest rwnie jasne, e maksymalne cinienie w kadym miejscu wypraski jest wiksze, gdy cinienie dopakowania wynosio 68 MPa, (po lewej), ni dla 36 MPa (po prawej).

Rysunek 278: Wykresy XY cinienia dla dwch analiz 3D

X EMPIMETH Consult

2010

Podsumowanie RozdziauAnaliza dopakowania powinna zosta przeprowadzona po zoptymalizowaniu sposobu wypeniania czci, zamodelowaniu i zbalansowaniu ukadu dolotowego, oraz (najlepiej) rwnie po wykonaniu analizy chodzenia. Taka kolejno wynika z faktu, e na sposb dopakowania czci wpyw maj m. in.: pooenie przewki, warunki przetwrstwa, rednice kanaw dolotowych i przewki, oraz wasnoci cieplne formy jako caoci. Pojcia dopakowanie i docisk mog by uywane zamiennie, jako e z punktu widzenia analiz Moldflow, s one synonimami. Cinienie dopakowania jest to warto cinienia, jakiemu poddane jest tworzywo po przekroczeniu punktu zmiany sterowania z prdkoci na cinienie (V/P switchover). Moe by ono zmienne w czasie (profilowane). Natomiast czas dopakowania/docisku okrela, jak dugo cinienie dopakowania jest aplikowane. Po jego odjciu zaczyna si mierzy czas chodzenia, ktry koczy si w momencie rozformowania wypraski. Przed uruchomieniem analizy dopakowania, w wizardzie ustawie procesu naley okreli parametry wejciowe takie, jak metoda zmiany sterowania, profil dopakowania oraz czas chodzenia. Pierwsze dwa z nich s rwnie niezbdne w zwykej analizie wypeniania, ale zwykle nie s modyfikowane, zanim przystpi si do optymalizacji dopakowania. Cinienie dopakowania nie powinno by zbyt wysokie, aby nie zostaa przekroczona maksymalna sia zwarcia uywanej wtryskarki, ani zbyt niskie aby zapewni wystarczajce dopakowanie caej czci. Z kolei, czas dopakowania musi trwa dokadnie do momentu zakrzepnicia tworzywa w przewkach. W przypadku modeli Midplane i Dual Domain, najczciej ocenia si nastpujce rezultaty analizy dopakowania: Skurcz objtociowy o Im bardziej rwnomierny jego rozkad, tym lepiej Udzia warstwy zakrzepej o Pomaga wyznaczy moment zakrzepnicia tworzywa w przewce. Powinno si go wywietla z wyczonym urednianiem po wzach. Dokadno wyznaczenia czasu odmarzania przewek zaley od sumarycznego czasu dopakowania i chodzenia, oraz liczby zapisanych w nim wynikw porednich Wykres XY cinienia o Pozwala oceni spadek cinienia w miar oddalania si od przewki. W przypadku modeli 3D, analiza dopakowania powinna dostarczy tych samych informacji, chocia sposoby ich wywietlenia s inne. Np. skurcz objtociowy moe by wizualizowany na 4 sposoby, z ktrych najbardziej przydatne to: wykres cieniowany z paszczyzn tnc, oraz pojedynczy kontur. Moment zakrzepnicia przewek w modelu 3D moe te by wyznaczony z pomoc innego rezultatu mianowicie temperatury. Natomiast wykresy XY cinienia s stosowane podobnie w modelach 3D, Midplane i Dual Domain.

X EMPIMETH Consult

2010

Dodatek B Proces formowania wtryskowego

CeleCelem niniejszego Rozdziau jest przedstawienie procesu formowania wtryskowego, zachowania tworzyw termoplastycznych podczas pynicia w formach wtryskowych. oraz

Uzasadnienie celwZrozumienie podstaw procesu przetwrstwa wtryskowego, oraz podstaw pynicia tworzyw termoplastycznych ma zasadnicze znaczenie w penym wykorzystaniu systemw Autodesk Moldflow.

X EMPIMETH Consult

2010

Teoria, pojcia i zaoenia Formowanie wtryskoweFormowanie wtryskowe jest procesem produkcyjnym wytwarzania rnorodnych ksztatek z tworzyw polimerowych. Proces ten polega na rozgrzaniu polimeru, wtrysku stopionego polimeru do formy, schodzeniu go w formie, i wypchniciu gotowego wyrobu. Istniej setki zmiennych, zwizanych z procesem formowania wtryskowego. Zmienne te mog by podzielone na dwie gwne grupy: zmienne maszynowe i zmienne dotyczce tworzywa. Zmienne maszynowe to takie, ktre mog by nastawiane lub regulowane za pomoc regulatorw na maszynie. Zmienne dotyczce tworzywa to takie, ktre wpywaj bezporednio na waciwoci tworzywa. Na przykad, temperatura cylindra jest zmienn maszynow, ale rzeczywista warto zmierzonej temperatury stopu to zmienna dotyczca tworzywa. Moldflow Plastics Insight (MPI) wykorzystuje gwnie zmienne tworzywowe. MPI koncentruje si na zachowaniu polimeru podczas wtrysku, chodzenia i w kocu przewiduje jaki bdzie ksztat wypraski po rozformowaniu.

WtryskarkiWtryskarki, czyli maszyny do formowania wtryskowego, posiadaj wiele elementw. Najwaniejsze z nich zostay wymienione poniej.

Zasobnik (lej zasypowy)W tym miejscu tym umieszcza si tworzywo sztuczne w postaci granulek.

Cylinder i limakZ leja zasypowego materia polimerowy transportowany jest do cylindra i limaka, gdzie ulega on stopieniu. Odbywa si to przede wszystkim poprzez ogrzewanie od cinania (przy obracajcym si limaku), ale take poprzez przenoszenie ciepa od grzaek cylindra. Temperatura stopionego tworzywa sztucznego jest zmienn dotyczc tworzywa sztucznego, zwan temperatur stopu. Najlepsz metod pomiaru temperatury stopu jest wtrysk stopu z cylindra w woln przestrze pojemnika z umieszczonym w nim rcznym termoelementem pomiarowym, i odczekanie do ustabilizowania si temperatury.

Ukad hydraulicznyUkad hydrauliczny zapewnia cinienie wtrysku tworzywa do formy. Cinienie wywierane przez olej lub cylinder hydrauliczny jest zmienn maszynow. Wytworzone cinienie, dziaajce na tworzywo, to zmienna dotyczca tworzywa sztucznego, tzw.: cinienie tworzywa. Stosunek cinienia w ukadzie hydraulicznym do cinienia w cylindrze wtryskowym nazywa si przeoeniem (wzmocnieniem hydraulicznym), i wynosi zwykle okoo 10:1 (ale moe by te wiksze).

Ukad docisku (zwierajcy)Ukad zwierajcy utrzymuje form wtryskow w stanie zamknicia podczas formowania wypraski, i otwiera j w celu wypchnicia wypraski (rozformowania).

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 360: Wtryskarka

Proces formowania wtryskowegoCykl procesu wtryskiwania skada si z 4 podstawowych etapw, wymienionych poniej:

Czas wtryskuForma jest zamknita na pocztku czasu wtryskiwania. limak porusza si do przodu, wymuszajc przesuw stopionego tworzywa w kierunku formy; odbywa si to zazwyczaj bardzo szybko. Ta cz procesu jest kontrolowana przez prdko przesuwu limaka. Kiedy tworzywo dotknie zimnej ciany formy, przykleja si do niej i zestala si. Obszar dostpny dla przepywu tworzywa pooony jest pomidzy zastygymi warstwami polimeru. Szybko wtrysku ma duy wpyw na grubo warstwy zestalonej. To, w jaki sposb gniazdo formy jest wypeniane, jest najwaniejszym czynnikiem wpywajcym na jako wyrobu w wikszoci przypadkw. Wypenienie formy jest zazwyczaj najkrtszym etapem czasu cyklu wtryskowego.

Czas dopakowania (docisku)Gdy forma jest wypeniona, wtryskarka nadal utrzymuje cinienie w tworzywie, aby dopakowa wicej tworzywa do formy. Ma to na celu zrekompensowanie kurczenia si tworzywa podczas chodzenia. Ta cz procesu jest sterowana przez cinienie. Przeczenie ze sterowania prdkoci wtrysku na sterowanie jego cinieniem nastpuje tu przed wypenieniem objtoci gniazd.

Czas chodzeniaW tej fazie nie ma ju potrzeby wywierania cinienia na tworzywo. Wyrb nadal jest chodzony i zestala si a do momentu, gdy bdzie wystarczajco schodzony by mona byo go wypchn, zachowujc jego ksztat. Gdy ksztatka jest chodzona, limak obraca si dozujc now porcj tworzywa, potrzebn w nastpnym cyklu.

Czas otwarcia formyGdy forma otwiera si wypraska jest wypychana, po czym forma jest zamykana i gotowa do nastpnego wtrysku.

X EMPIMETH Consult

2010

Cykl formowania wtryskowegoW typowym cyklu wtryskiwania, najduszym etapem cyklu jest czas chodzenia - nastpnie czas docisku, czas otwierania formy, a na kocu czas wtrysku, jak to przedstawiono na Rysunku 361. Czas chodzenia moe przekracza 50% cakowitego czasu cyklu, a czas wtrysku moe wynosi od 3% do 5% czasu cyklu. Zmiana udziaw poszczeglnych czasw zaley od rodzaju ksztatki, tworzywa, oraz maszyny.

Rysunek 361: Typowy cykl procesu wtryskiwania

Forma wtryskowaForma wtryskowa skada si z dwch gwnych czci: ruchomej i nieruchomej. Zostao to przedstawione na Rysunku 362. Okrelenia dla czci nieruchomej: Powka A Powka stacjonarna Matryca Pokrywa

Okrelenia dla czci ruchomej: Powka B Powka ruchoma Stempel

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 362: Forma wtryskowa

Cinienie wtryskuCinienie jest rdem siy, ktra pozwala przezwyciy opr stopu polimeru, pchajc tworzywo do wypenienia i dopenienia kanaw formy. Jeli umiejscowi si pewn liczb czujnikw cinienia wzdu drogi przepywu stopionego polimeru, to rozkad cinienia w stopionym polimerze moe by uzyskany tak jak to schematycznie przedstawiono na poniszym Rysunku 363.

Rysunek 363: Spadek cinienia wzdu ukadu wlewowego i gniazda formujcego(sprue wlewek, runner kana dolotowy, gate przewka)

X EMPIMETH Consult

2010

Cinienie czoa strugi pyncego stopuCzoo pyncego tworzywa przemieszcza si z obszarw od duego cinienia do obszarw mniejszego cinienia, analogiczne do wody, pyncej z wyszych do niszych wzniesie. Podczas fazy wtrysku, w dyszy wtryskowej cinienie wzrasta do wartoci, ktra pozwala na pokonanie oporw pynicia stopu polimerowego. Cinienie zmniejsza si wzdu drogi pynicia a do czoa strugi pyncego polimeru, w ktrej osiga warto cinienia atmosferycznego, o ile gniazdo formujce jest odpowietrzane. Generalnie, wikszy spadek cinienia zwizany jest z oporem pynicia stopu, ktry z kolei jest funkcj geometrii formy i lepkoci stopu. Lepko polimeru jest czsto okrelana na podstawie wskanika szybkoci pynicia MFR. Jednake, nie jest on dobrym miernikiem zachowania tworzywa w fazie wypeniania. Wraz ze wzrostem dugoci pynicia zwiksza si cinienie wlotowe polimeru, wymagane dla osignicia podanego wydatku przepywu stopu.

Czynniki wpywajce na niezbdne cinienie wtryskuPonisze schematy ilustruj konstrukcyjne i przetwrcze czynniki, ktre wpywaj na wymagane cinienie wtrysku.

Tabela 59: Czynniki wpywajce na cinienie wtrysku

X EMPIMETH Consult

2010

Pynicie stopionego tworzywa Fazy formowania wtryskowegoEtapy formowania wpywajce na cykl wtryskiwania tworzyw sztucznych z punktu widzenia molekularnego, zostay przedstawione poniej:

Faza wypenianiaW pocztkowej fazie, gdy tworzywo wpywa do formy, wypenianie odbywa si pod kontrol prdkoci. Etap ten stanowi wikszo skoku limaka podczas caego cyklu wtryskowego, jak to

X EMPIMETH Consult

2010

przedstawiono na Rysunku 364. Faza wypeniania koczy si, gdy objto gniazda formujcego jest prawie wypeniona. Podczas napeniania, materia wchodzi do gniazda formujcego, przylega do ciany gniazda, i zestala si. Polimer wypenia wwczas gniazdo przepywem fontannowym, w efekcie czego moe by generowana znaczna ilo ciepa.

Faza spraniaKiedy gniazdo formy jest wypenione, limak wtryskarki przesuwa si do przodu pod kontrol przyoonego cinienia hydraulicznego. limak nadal moe przesuwa si do przodu przez pewien czas, ze wzgldu na ciliwo tworzyw polimerowych. Faza sprania koczy si, gdy osignite zostaje maksymalne cinienie, pojawiajce si na kocu wypeniania formy. Pynicie polimeru jest bardzo podobne do fazy wypeniania, z wyjtkiem obszarw, w ktrych warstwa zestalonego tworzywa szybko ronie a natenie przepywu znacznie si zmniejsza. Faza kompensacji Przyoone cinienie hydrauliczne powoduje, ze limak wtryskarki kontynuuje swj ruch do przodu. Dodatkowa porcja tworzywa jest wtaczana do formy dla skompensowania duej rnicy objtoci, ktra wystpuje pomidzy stopionym polimerem w temperaturze pynicia (topnienia), a staym polimerem w temperaturze pokojowej. Pynicie w fazie docisku moe by bardzo niestabilne ze wzgldu na niestabilno temperatury. Moe to doprowadzi do utworzenia silnie zorientowanych obszarw wypraski, prowadzcego do jej odksztace.

Rysunek 364: Fazy formowania wtryskowego

X EMPIMETH Consult

2010

Pynicie fontannowePojcie to najlepiej oddaje sposb, w jaki tworzywo wypenia form. Tworzywo polimerowe w centralnej czci przekroju (w rdzeniu) porusza si z najwiksz prdkoci. Gdy czsteczka w rodku przekroju dotrze do czoa strugi, poda jej czoem stopu w kierunku ciany formy i przylega si do niej, schadzajc si i ksztatujc zestalon warstw (Rysunek 365). Pierwsze czstki tworzywa, wtrynite do gniazda formy, tworz wic zewntrzn warstw ksztatki, a dalsze - formuj jej rdze. Oprogramowanie Autodesk Moldflow Insight zakada, e cay proces wypeniania polega na pyniciu fontannowym. Przez krtki okres czasu, w pobliu wadliwie zaprojektowanych przewek, moe nie wystpowa przepyw fontannowy. Takie pynicie nie moe by poprawnie analizowane z zastosowaniem modeli Midplane, Dual Domain ani 3D.

Rysunek 365: Pynicie fontannowe

Przepyw w przekroju poprzecznym i orientacja makroczsteczekPodczas wypeniania gniazda formujcego wystpuj znaczce rnice orientacji czsteczek, naprenia cinajcego i szybkoci cinania wzdu przekroju rdzenia wyrobu. Szybko cinania okrela, jak szybko jedna warstwa monoczsteczkowa przesuwa si wzgldem ssiedniej, czyli definiuje gradient prdkoci po gruboci (rednicy) kanau, i jest mierzona w jednostkach 1/s (s -1). Naprenie cinajce jest si dziaajc na powierzchni (styczn do kierunku pynicia), i wyraane jest w jednostkach MPa lub psi. Wypeniajc ksztatk sposobem fontannowym, makroczsteczki w osi przekroju poprzecznego (w rdzeniu) przemieszczaj si z du, ale stosunkowo jednakow prdkoci, jak to przedstawiono na Rysunku 366. Dlatego te naprenia cinajce s w tym obszarze niskie, std i warto siy rozcigajcej makroczsteczki jest bardzo maa. W pobliu warstwy zestalonej prdko cinania jest maa, a gradient prdkoci jest znaczny, czyli panuje wysokie naprenia styczne. To powoduje, e na makroczsteczki dziaaj due naprenia cinania, co wywouje ich rozciganie i ustawianie si w kierunku pynicia. Na Rysunku 367 przedstawiono rozkad napre stycznych (cinajcych) w przekroju kanau. Szybko cinania w warstwie zestalonej wynosi 0 s-1, za maksymaln sw warto osiga w samym centrum przekroju.

Rysunek 366: Rozkad prdkoci pynicia w przekroju poprzecznym kanau

X EMPIMETH Consult

2010

Rysunek 367: Szybko cinania wzdu przekroju poprzecznego kanau

Wymiana ciepa w przekroju poprzecznymZe wzgldu na due szybkoci cinajce, ktre wystpuj tu obok warstwy zakrzepej, wystpuje znaczce generowanie ciepa wewntrz przekroju poprzecznego. Przez centrum (rdze) kanau dostarczane jest wiee, gorce tworzywo z cylindra wtryskarki. Temperatura formy jest stosunkowo niska w porwnaniu z temperatur tworzywa (stopu). Kiedy tworzywo sztuczne wpywa do formy i zderza si ze ciank formy, przylega do niej, ochadza si