Témata
Reklama

Automatická optimalizace plastového výrobku, formy a vstřikovacího procesu

Virtuální a reálná optimalizace procesu vstřikování plastů Varimos (Virtual And Real Injection Moulding Optimisation System) je expertní systém německé firmy Simcon GmbH. Sestává ze dvou základních částí – virtuální a reálné.

Během virtuální fáze se pomocí výpočetní techniky navrhne optimální konstrukční a technologické řešení výroby. V návazné reálné části se s využitím DOE nastaví proces vstřikování na zvoleném vstřikovacím stroji, provede se vzorkování a následná reálná optimalizace. Reálný Varimos může také sloužit ke 100% kontrole sériové výroby. Je potřebné podotknout, že Varimos Virtual může uživatelům pomáhat jako samostatný optimalizační systém, nasazení reálné části systému není aplikační podmínkou. V návazném textu nastíníme možnosti virtuální části systému Varimos.

Reklama
Reklama
Reklama

Varimos Virtual

Co je hlavním úkolem systému Varimos Virtual? Ověřit a zaručit, že námi zvolené procesní a technologické parametry jsou nejvýhodnější pro zaručení výroby dílu v požadované kvalitě, a také maximálně stabilizovat výrobu při snížení závislosti kvality výrobku na vnějších vlivech.

Pracovní, převážně automatický postup práce v softwarovém systému Varimos Virtual sestává z následujících kroků:

  • automatické DOE;
  • automatické simulace;
  • výsledky simulací;
  • automatické vytvoření výpočtového modelu;
  • optimální technologické a kvalitativní parametry.
Obr. 1. Postup práce v softwarovém systému Varimos Virtual

Optimalizace konstrukce a technologických parametrů

Do simulačního procesu vstupují dvě skupiny dat:

  1. kvalitativní kritéria, která musejí být splněna, aby výrobek odpovídal konstrukčnímu zadání – například splněné tolerance rozměrů, nepřekročené odchylky od tolerance rovinnosti, požadovaný průběh plnění, vyhovující vzhled atd. Lze sem také zahrnout ekonomické požadavky, jako např. dobu vstřikovacího cyklu, přídržnou sílu atd.;
  2. rozsah konstrukčních úprav a rozsah technologických parametrů – Varimos automaticky vypočítá a navrhne takové úpravy konstrukce a nastavení technologických parametrů (v rámci zadaných rozsahů), které objektivně zajistí co nejlepší výše uvedené kvalitativní hodnoty. Jaké parametry lze automaticky optimalizovat, aby byla splněna kvalitativní kritéria? Jsou to například tloušťka stěn výrobku, poloha vtoku, veškeré technologické parametry včetně automatické optimalizace profilu plnění, profilu dotlaku a podmínek temperace (rychlost průtoku temperančního média a jeho teplota).

Jedním z nejvýznamnějších, a praxí stěží dosažitelných výsledků je nalezení takových kvalitativních kritérií, aby stanovené, významné rozměry a vlastnosti dílu ležely co nejvíce ve středu tolerančního rozsahu, viz obr. 2. Dalším pozitivním důsledkem optimalizačního výpočtu je zlepšení stability výroby, snížení kvalitativní „citlivosti“ výrobku, například na změně šarže materiálu. V dalším textu přiblížíme funkčnost systému Varimos Virtual na dvou jednoduchých příkladech.


Obr. 2. Automatické vystředění stanovených parametrů v jejich tolerančním poli: zvýšení stability výroby

Příklad: optimalizace tloušťky stěn a výsledného tvaru

Počáteční stav: nevyrovnané plnění tvarové dutiny a z toho plynoucí oválná deformace tvaru.

Řešení spočívá v optimalizaci tloušťky stěn výlisku, kterou může systém v předem zvoleném rozsahu měnit (obr. 3). Systém Varimos Virtual automaticky navrhne takové tloušťky stěn, aby bylo dosaženo rovnoměrného průběhu čela proudící taveniny a tím byla zajištěna kruhovitost výlisku (obr. 4).

Obr. 3. Volba stěn (viz barevné označení), jejichž tloušťka může být systémem změněna ve zvoleném rozsahu.
Obr. 4. Stav před výpočtem a po výpočtu. Optimalizací bylo dosaženo rovnoměrného průběhu čela proudící taveniny a tím i kruhovitosti výlisku.

Příklad: dosažení maximální rovinnosti

Úkolem druhé optimalizace je dosažení maximální rovinnosti výrobku (krytu z ABS), resp. průhybu stěn v požadovaných tolerancích.

Systému byla umožněna variace tloušťky žeber v povoleném rozsahu a automatické stanovení optimální polohy vtoku. Dále byla povolena variace některých technologických parametrů včetně stanoveného rozsahu teplot temperační vody (obr. 5). Systém Varimos Virtual následně zpracuje veškeré zadané podklady se základním cílem navrhnout takové parametry tloušťky stěn, polohy vtoku a technologie, aby sledované kvalitativní hodnoty (zejména rovinnost tvaru) ležely ve středu technologického okna, ve středu tolerančního rozsahu. Vypočítané kvalitativní parametry, v našem případě především deformace, představují zároveň maximálně dosažitelnou rozměrovou přesnost v rámci povolených konstrukčních a technologických úprav (obr. 6).

Obr. 5. Systém mohl měnit tloušťky žeber v povoleném rozsahu (a), stanovit optimální polohu vtoku (b) a měnit některé technologické parametry včetně rozsahu teplot temperační vody (c).
Obr. 6. Výsledkem optimalizace je maximálně dosažitelná rozměrová přesnost v rámci povolených konstrukčních a technologických úprav.

Přínosy systému

Systém Varimos poskytuje uživateli

  • automatickou, cílenou optimalizaci plastových výrobků, vstřikovacích forem a technologie;
  • prověření simulačních podkladů během reálného testování a případnou úpravu vstřikovacích podmínek;
  • pokles vývojových a výrobních nákladů;
  • stabilizaci výroby při změně výrobních šarží, teplot okolního prostředí apod.;
  • rychlejší dosažení sériové výroby;
  • možnost 100% automatické kontroly vstřikování.

Plasty Gabriel

Jiří Gabriel

gabriel@cadmould.cz

www.cadmould.cz

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 170436
Datum: 12. 04. 2017
Rubrika: Monotematická příloha / Moderní výrobní technologie
Autor:
Firmy
Související články
První plnobarevná stolní 3D tiskárna

Společnost Mcor představila jako první na světě plnobarevnou stolní 3D tiskárnu Mcor ARKe a klade si za cíl dostat tuto 3D tiskárnu do každé kanceláře či učebny.

Příprava pracovníků pro výrobu technologií vstřikování plastů

Následující příspěvek představuje jeden ze způsobů přípravy pracovníků ve firmách, jejichž hlavní pracovní náplní je technologie vstřikování plastů

Zavedení nového softwaru zefektivnilo konstrukci forem

Společnost Dramco Tool & Die Co. z Grand Islandu se specializuje na výrobu komplexních vstřikovacích forem pro automobilový a spotřební průmysl. S ohledem na potřebu upgradovat a změnit systém konstrukce a výroby forem za účelem zvýšení efektivity začala hledat systém, který by umožňoval rychlou konstrukci forem, automatizaci některých procesů a umožňoval práci jak s objemovými tělesy, tak s volnými plochami.

Související články
Plasty a robot – jde to dohromady?

Žijeme v době, kdy nás plasty provázejí na každém kroku. Možná si ani neuvědomujeme, kde všude nám pomáhají, kde nás ovlivňují. Od tužky či propisky přes klávesnici, u které sedíme skoro každý den, po stravování a umělohmotné vařečky, které nahradily ty dřevěné, jež používaly naše babičky. Snažíme se usnadnit si život. Těžké díly ze železa vyměnit za lehčí, plastové. Stejně tak i tvůrci softwaru se snaží zjednodušit výrobu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Efektivní vývoj plastových dílů a vstřikovacích forem

V mnoha odvětvích – včetně automobilového průmyslu, zdravotnických technologií nebo spotřebního zboží – představuje proces vstřikování do forem nejpoužívanější a ekonomicky nejvýhodnější metodu výroby plastových dílů. Zásadní je zde povědomí, jak návrh jednotlivých dílů ovlivní jejich vyrobitelnost, a naopak – a to ještě před zahájením výroby. Řešení nabízí konstrukční simulace.

3D tisk nabízí příležitosti pro byznys

Bouřlivý rozvoj v oblasti 3D tisku a aditivní výroby a „demokratizace“ tohoto odvětví vytvořily prostor pro nové obchodní příležitosti. Ty sahají od domácích hobby strojů k potenciální výstavbě budov s pomocí 3D tisku ve vesmíru.

Virtuálně na veletrh

Svět se nám doslova před očima přelévá do online prostoru. To, že se na internet přesune mnoho služeb a komodit bylo jasné už od rozšíření a zvýšení dostupnosti internetu široké veřejnosti. Letošní pandemická situace však tento přerod ještě více umocnila. Ostatně i v průmyslu nás již několik posledních let doprovázejí hesla jako Internet věcí, digitalizace, big data, cloud apod. Oblíbené semináře a konference dostaly virtuální podobu a koncem listopadu si také 17 vystavovatelů a okolo 300 návštěvníků vyzkoušelo první virtuální odborné B2B setkání s názvem Výroba forem 2020.

Rodinné podnikání v přesné strojařině

Brněnská firma VKV Horák se zabývá konstrukcí, vývojem a výrobou přístrojové mechaniky, přípravků, jednoúčelových strojů, forem pro vstřikování plastů, lití polyuretanových dílů a vakuovému tváření plastů. S jejím zakladatelem, panem Zdeňkem Horákem, jsme si povídali o aspektech podnikání v českém prostředí, o vzdělávání, kvalitě škol, průmyslu budoucnosti.

Aditivní a hybridní výroba 3D tiskem

Rychlý rozvoj 3D tisku v posledních letech nejenže zpřístupnil tuto technologii spotřebitelům, ale také umožnil nové typy aditivní a hybridní výroby.

Automatické odělování zbytkového prášku u aditivně vyráběných dílů

Vývoj technologie automatického systému pro oddělování zbytkového prášku aditivně vyráběných dílů technologií SLS byl námětem úkolu, který byl řešen na pracovišti Fraunhoferova institutu obráběcí a tvářecí techniky (IWU) v Žitavě.

Kompletní řešení při výrobě plastových dílů

Kvalita plastového výlisku je závislá na celé řadě faktorů – od přesnosti vstřikovací formy přes teplotu vstřikovaného plastu, čistotu formy a vstřikovacího zařízení při změně barvy či materiálu až po například viditelnost místa vtoku. Bývá řešena zejména s ohledem na zdravotnické či potravinářské požadavky. Technologie vstřikování plastů je velmi komplexní obor, kdy se na výsledku podílejí celé týmy. Samotný návrh formy se všemi potřebnými komponenty, tak aby výsledkem byl přesný výlisek, je doslova fundamentální pro konečný zisk.

Automatisiertes Entpack-/Entpulverungssystem für additiv hergestellte Lasersinterbauteile

Zur Entwicklung technologischer Grundlagen für ein automatisiertes Entpack-/Entpulverungssystem für additiv hergestellte Lasersinterbauteile werden die Peripherieprozesse des selektiven Laserstrahlschmelzens optimiert.

Software pro konstrukci a výrobu forem

Software TopSolid je standardním řešením pro konstrukci i výrobu ve strojírenství. Má však i podporu specializovaných oblastí, jako je například konstrukce a příprava forem nebo postupových nástrojů.

O plastech v kontrastech

Plasty jsou nedílnou součástí novodobé společnosti, výrazně se podílejí na technickém rozvoji, zlepšování kvality života i zdraví lidstva. Vyznačují se unikátní kombinací materiálových vlastností, od kovů se výrazně odlišují, ale v něčem jsou si vzájemně podobné. Chemická podstata plastů však vyvolává ve společnosti i kontroverzní reakce na jejich použití.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit