Mô phỏng ép phun

Đặc trưng

Phân tích ép phun là phân tích hành vi làm đầy của nhựa được bơm vào khuôn từ máy ép phun.
Nó là một phân tích phổ biến cho các sản phẩm nhựa trong thiết kế sản phẩm và thiết kế thông số kỹ thuật khuôn, đồng thời có thể dự đoán mô hình dòng chảy, phân bố áp suất nhựa, phân bố nhiệt độ nhựa, vị trí tạo đường hàn, v.v. Dựa trên kết quả thu được, có thể dự đoán liệu quá trình đúc có được thực hiện hay không. có thể thực hiện được hay không và thực hiện các nghiên cứu sơ bộ khi chế tạo khuôn mẫu.

Ưu điểm/nhược điểm của mô phỏng ép phun — Hình 1 Ưu điểm/Nhược điểm của phân tích ép phun

● Để biết thông tin về thu thập dữ liệu cho phân tích ép phun, vui lòng nhấp vào đây.

Chi tiết phân tích ép phun

Trong phân tích ép phun, phân tích điền đầy và đóng gói cũng như phân tích cong vênh là những mô phỏng quan trọng trong quá trình ép phun.

Phân tích đóng gói và chiết rót

Phân tích điền đầy và đóng gói là phân tích mô phỏng cách nhựa chảy vào khuôn (quy trình điền đầy) và giai đoạn đóng gói tiếp theo (áp dụng áp suất giữ để ngăn nhựa co lại). Cụ thể, nó tập trung vào các điểm sau:

Phân tích điền đầy: Mô phỏng cách nhựa được phun và điền đầy khoang bên trong khuôn (khoảng không gian quyết định hình dạng của sản phẩm đúc). Phân tích này xác định xem có thể đúc được hay không và các điều kiện đúc tối ưu dựa trên dòng chảy của nhựa, tốc độ dòng chảy, phân bố nhiệt độ, phân bố áp suất, v.v.
Phân tích đóng gói: Sau khi hoàn tất quá trình đổ đầy, quá trình áp dụng áp suất đóng gói để bù đắp cho quá trình làm mát và co ngót của nhựa được mô phỏng. Kiểm tra các vết lõm, lỗ rỗng và các vết bắn ngắn.
Phân tích làm mát: Mô phỏng hành vi làm mát bên trong khuôn do dẫn nhiệt và truyền nhiệt. Tính toán nhiệt độ bề mặt khuôn và phân bố nhiệt độ nhựa, và xem xét bố trí mạch làm mát và nhiệt độ của chất làm mát. Có thể kết hợp với phân tích làm đầy và đóng gói.

Áp suất khi chuyển mạch V/P — Hình 2 Ví dụ về áp suất khi chuyển đổi V/P

Phân tích cong vênh

Ngoài phân tích Filling và Packing đã đề cập ở trên, phân tích cong vênh còn phân tích sự cong vênh xảy ra trong quá trình làm mát sản phẩm đúc. Nó mô phỏng sự cong vênh và biến dạng xảy ra do co ngót không đều khi nhựa nguội và đông đặc sau khi đúc phun.

Phân tích cong vênh: Dự đoán độ co ngót và cong vênh của sản phẩm đúc sau khi lấy ra khỏi khuôn dựa trên kết quả phân tích điền đầy, đóng gói và làm nguội. Nguyên nhân cong vênh có thể được phân loại thành ba yếu tố: chênh lệch làm nguội, chênh lệch co ngót và chênh lệch hướng. Khi nguyên nhân được xác định, có thể xem xét các giải pháp như thay đổi vị trí cổng hoặc điều kiện đúc.

Nghiên cứu trường hợp-1

Tối ưu hóa vị trí cổng

Một chảo dầu của một bộ phận ô tô đã được mô hình hóa và vị trí cổng được tối ưu hóa để giảm biến dạng cong vênh của mặt bích. Nhựa chảy dọc theo mặt bích để tăng khả năng định hướng của sợi và cải thiện độ cứng. So sánh biến dạng dọc thu được từ phân tích với biến dạng dọc thực tế cho thấy có sự trùng khớp chặt chẽ.

Để biết chi tiết, vui lòng xem Nghiên cứu điển hình của CAE "Xác thực độ chính xác của phân tích trang bị cong vênh".

Ví dụ về phân tích ép phun chảo dầu — Hình 4 Xác nhận vị trí cổng tối ưu và độ chính xác dự đoán cong vênh

Nghiên cứu trường hợp-2

Xác minh độ chính xác dự đoán về "cong vênh" và "hướng sợi thủy tinh"

Độ chính xác dự đoán về độ cong vênh và hướng sợi thủy tinh đã được xác minh bằng cách sử dụng một mô hình (Hình 3) mô phỏng thành phần phía sau của một bộ phận ô tô. LEONA™ 14G35 (PA66, GF35%) đã được sử dụng trong quá trình xác minh này. Các điều kiện đúc thực tế được thể hiện trong Hình 4. Các điều kiện này cũng được nhập vào phân tích đúc phun.
Bằng cách kết hợp các điều kiện đúc thực tế vào quá trình phân tích, có thể thực hiện phân tích tốt hơn.

Mô hình được sử dụng — Hình 5 Mô hình thành viên phía sau được sử dụng

Xác nhận độ chính xác của cong vênh

Độ cong vênh được đánh giá bằng cách sử dụng sự dịch chuyển theo hướng trục Z tại các vị trí đo trên sản phẩm. Như được hiển thị trong Hình 5 (bên trái), 20 vị trí đo đã được đặt ở sườn ngoài và các điểm neo cần thiết để thiết lập mặt phẳng tham chiếu được đặt ở các số 6, 13 và 19. Kết quả của sản phẩm thực tế được đo bằng ba -thiết bị đo kích thước. Đối với kết quả phân tích, đầu ra dịch chuyển hướng Z từ Moldflow của Autodesk đã được sử dụng để so sánh, như trong Hình 5 (phải).

Vị trí đo (trái) và kết quả đầu ra dịch chuyển theo hướng Z (phải) — Hình 7 Điểm đo (trái) và kết quả đầu ra dịch chuyển theo hướng z (phải)

Hình 6 thể hiện kết quả thực nghiệm và kết quả phân tích cùng nhau. Lượng dịch chuyển rất phù hợp, cho thấy rằng phân tích có thể dự đoán độ cong vênh thực tế.

Hình 8 So sánh giữa kết quả thực nghiệm và phân tích

Xác nhận độ chính xác của định hướng sợi thủy tinh

Đối với nhựa được gia cố bằng sợi có chứa sợi thủy tinh, chẳng hạn như vật liệu được sử dụng trong xác minh này, hướng của sợi có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất của sản phẩm và điều quan trọng là phải tính đến hướng này. Để biết thông tin định hướng sợi, tenxơ định hướng sợi được đưa ra bằng phân tích ép phun. Tensor định hướng sợi được đánh giá ở vị trí đo được đặt hơi thấp hơn tâm của sản phẩm (Hình 7 bên trái).

Ví dụ về các điểm đo và hình ảnh cắt ngang được quan sát bằng kính hiển vi quang học — Hình 9 Điểm đo và hình ảnh cắt ngang quan sát bằng kính hiển vi quang học
(Các số bên phải hình ảnh biểu thị vị trí đo (%) theo hướng độ sâu mặt cắt ngang)

Tenxơ định hướng sợi là phân bố xác suất (0 đến 1) của các hướng sợi; trong Moldflow của Autodesk, tensor định hướng sợi được đánh giá theo ba trục: hướng dòng chảy, hướng trực giao dòng chảy và hướng độ dày, tương ứng được gọi là hướng a11, hướng a22 và hướng a33.
Giá trị thực tế của tenxơ định hướng sợi được tính toán từ hình ảnh mặt cắt ngang của sản phẩm tại vị trí đo được quan sát bằng kính hiển vi quang học như trong Hình 7 (phải) bằng phương pháp ban đầu. Trong trường hợp này, tenxơ định hướng sợi được tính bằng cách chia nó cho 5% theo chiều dày của sản phẩm đúc. Như được hiển thị trong Hình 9, các giá trị đo được (đường liền nét) và giá trị được phân tích (đường đứt nét) rất khớp với nhau, cho thấy rằng tenxơ định hướng sợi thực tế có thể được dự đoán bằng phân tích. Như có thể thấy trong Hình 7 (phải) và Hình 9, có nhiều sợi thủy tinh được sắp xếp theo hướng dòng chảy (a11) trên bề mặt sản phẩm đúc (điểm đo: 70-90%), trong khi ở trung tâm (đo điểm: 40-60%), có nhiều sợi thủy tinh định hướng theo phương trực giao (a22), chứng tỏ có sự tán xạ.