VARIMOS ® - The virtual and the real optimization of injection molding process

Hlavní předností systému je cílená optimalizace, která může začínat u úpravy designu výrobku a končit až kontrolou jeho sériové výroby:

a) Design výrobku: kontrola realizovatelnosti, optimalizace tloušťky stěn, poloha studených spojů, …
b) Konstrukce dílu: optimalizace orientace vláken, optimalizace deformací atd.
c) Konstrukce formy: např. optimalizace vtokového a chladicího systému.
d) Výroba formy: kontrola před zahájením práce s ocelí.
e) Vzorkování: výrobní a procesní vybavení, vzorkování s návaznou optimalizací.
f) Sériová výroba: možnost 100 % kontroly sériové výroby.

VARIMOS® virtuální vyhodnocuje různé procesní parametry spolu s případnou variací geometrických vlastností výrobku, např. polohou vtoku, tloušťkou stěn atd. Optimalizaci lze zadat s cílem dodržení důležitých rozměrů výrobku, s cílem minimalizace doby vstřikovacího cyklu nebo velikosti přídržné síly vstřikovacího stroje apod.

Pracovní postup lze heslovitě popsat takto:
Zadání variačních parametrů - automatické zpracování DOE – simulace – simulační výsledky - automatické vyhodnocení výsledků – automatické vytvoření poč. modelu – optimalizace se stanovením nejvhodnějších konstrukčních a procesních parametrů.

Obr. 1: Nastavení variace procesních parametrů, stanovení stěn s proměnlivou tloušťkou

Na začátku optimalizace zvolíme technologické a konstrukční parametry, které chceme variovat s ohledem na typ materiálu, možnosti konstrukčních úprav výrobku apod. Např. podle obr. 1. jsme variovali teplotu taveniny, teplotu formy a dobu chlazení. Současně jsme zkoumali vliv různé tloušťky žeber (zelené a červené plochy) na výslednou deformaci výrobku.

Návazně systém automaticky stanoví výpočtové varianty a ty poté zpracuje. VARIMOS® vytvoří počítačový model, který si zjednodušeně můžeme představit jako technologické okno. Zároveň v rámci tohoto okna automaticky určí vhodné technologické parametry vztažené k navržené tloušťce stěn, které mohly být upravovány. Na obr. 2 jsou přiblíženy výpočty, které slouží jako podklad pro stanovení technologického okna, a je zde také zobrazena tabulka uvádějící vypočítanou optimální technologii.

Obr. 2: Výpočtové varianty po jejich zpracování a optimální technologie

VARIMOS® zpracuje podklady a vytvoří tabulku na obr. 3. V levé části jsou variující technologické a konstrukční parametry, v pravé vypočítané hodnoty: již při prvním optimalizačním stavu leží zkoumané rozměry v tolerančním poli (modrý sloupec) s výjimkou teploty taveniny (nižší hodnota). V případě rovinnosti je sice odchylka v toleranci, ale při jakékoli malé změně technologických nebo materiálových vlastností se snadno dostane mimo toleranci (červený sloupec).

Obr. 3: Variační a výsledková tabulka – první zpracování

Uživatel systému může následovně některé hodnoty vyřadit z posuzování, viz obr. 4, okénka s černým písmem bez bodového značení, nebo naopak význam hodnot zdůraznit – viz rovinnost s dvěma body.

Obr. 4: Variační a výsledková tabulka – preference některých parametrů a přepočet výsledků

Vzhledem ke skutečnosti, že ani po nové optimalizaci, která proběhne během několika vteřin, nebyl červený pruh spojený s odchylkou od rovinnosti výrobku příliš ovlivněn, získáme tento výsledek: Lze vyrábět díly s požadovanou rovinností, nicméně při zakolísání některých parametrů může dojít k nedodržení tolerance. Naopak ostatní rozměry jsou při volbě optimální technologie stabilní. Jako zajímavost uvádíme, že na přesun jezdce u  technolog. a konštrukčních parametrů do nové polohy okamžitě zareaguje VARIMOS® zobrazením změn ve výsledkové (pravé) části tabulky. V dalším kroku může uživatel optimální technologii a optimální tloušťky vybraných stěn přenést do výpočtů Cadmould® 3D-F a zpracovat s novou geometrií a optimální technologií simulační analýzu.

Další důležité podklady zpracované systémem VARIMOS®, virtuální část:

a) Výsledková tabulka s jednotlivými výsledky včetně konkrétních velikostí zadaných rozměrů.
b) Protokol obsahující optimální technologii, význam jednotlivých technologických parametrů pro dodržení požadovaných rozměrů, hodnocení stability měřených rozměrů.

Z uvedeného popisu vyplývá, že VARIMOS® představuje mimořádný výpočtový nástroj, nabízející výrazný pokrok na cestě k praktickému využití simulačních analýz.

www.cadmould.cz