Simulační programy dokážou v současné době analyzovat chování nejen vlastního plastového dílu, ale také i jakkoli komplikovaných sestav kovových nebo plastových zálisků, zastříknutých v tvarové dutině vstřikovací formy taveninou plastu. Z uvedeného vyplývá, že máme k dispozici prostředky mj. i pro analýzu technologie dvojkomponentního vstřikování. Program, který rychle a kvalitně vyřeší zmíněné úkoly, se nazývá Cadmould 3D-F 2K&Insert. Jedná se o doplňující modul programové řady Cadmould 3D-F. V následujícím textu nastíníme práci s tímto programem a jeho výpočtové možnosti.

Plastové díly se zálisky a dvojkomponentní díly

V běžné praxi využíváme mnoho nejrůznějších dílů, které se vyrábějí technologií obstřikování zálisků nebo vícekomponentním vstřikováním. Může se jednat o různé nářadí, dózy, emblémy apod. S využitím simulačního programu Cadmould 3D-F 2K&Insert můžeme řešit následující úkoly:

1. naplnění jednotlivých částí tvarové dutiny vstřikovanými komponentami, stav kontaktních ploch u dvojkomponentního vstřikování (posouzení soudržnosti ploch, např. podle míry shodnosti deformace);

2. obtékání zálisků taveninou plastu, místa se špatným plněním, oblasti studených spojů a uzavírání vzduchu;

3. vliv plastových a kovových zálisků na smrštění a deformace;

4. vývoj teplot v tavenině, zálisku nebo předstřiku;

5. výpočet silového namáhání zálisků vlivem tlaku v tavenině atd.

Postup při výpočtu a nastavení výpočtových parametrů

V případě dvojkomponentního vstřikování provedeme nejprve kompletní analýzu první komponenty (předstřiku). Analyzujeme-li plastový díl se zálisky, připravíme výpočtové konstrukce jednotlivých částí sestavy a připojíme vtokový systém pro naplnění tvarové dutiny taveninou plastu, tedy pro obstřik. Příslušná materiálová a teplotní data, získaná u dvojkomponentního vstřikování po uložení prvního výpočtu (předstřiku), budou vybrána do navazujícího výpočtu pomocí volby Project. Jednotlivým záliskům můžeme přiřadit různá materiálová data buď manuálním zadáním požadovaných materiálových konstant, nebo načtením materiálových konstant z databanky plastů či databanky kovových materiálů. Poté již stačí jen zvolit počáteční teplotu pro zálisky a nastavení potvrdit. Celý postup zadání výpočtu je velmi jednoduchý a lze jej zvládnout intuitivně.

Příklady výpočtů

Na obr. 1 je ukázán výsledek analýzy deformace ve směru osy X. V prvním případě obsahoval díl místo zálisku pouze dutinu, která by byla záliskem v dílu vytvořena. Druhý případ představuje deformační výsledek, který zohledňuje přítomnost zálisku. Je zřejmé, že se vypočítaná deformace X výrazně zvětšila. Očividně narostla deformace i ve směru osy Y. Při této příležitosti musíme poznamenat, že deformační jev přiblížený na obr. 1, tedy vyšší deformace dílů se zálisky, je poměrně běžný, především pokud jsou díly vyráběny ze semikrystalických materiálů. Zvláště pokud je zálisek umístěn přibližně ve středu plastového dílu, bývají deformace výrazné. Zálisek totiž zablokuje smršťování ve svém okolí, kdežto okraje tvaru fixované nejsou. Tento stav má za následek nárůst napětí v plastovém materiálu a vznik deformací.

Obr. 1: Analýza deformace výlisku bez zálisku a se záliskem

U zastřikovaných kontaktů, které jsou vyráběny z různých vodivých slitin, může dojít působením tlaku taveniny k jejich deformaci. Software Cadmould 3D-F umožňuje vypočítat síly působící na zálisky (obr. 2) a posoudit tak nebezpečí jejich deformace a posunutí v tvarové dutině formy.

Obr. 2: Výpočet sil působících na zálisky

U dvojkomponentního vstřikování (obr. 3) může být velmi zajímavé posoudit vzájemné teplotní ovlivňování obou plastových materiálů během vstřikování druhého z nich. Natavení povrchové vrstvy předstřiku teplem taveniny druhého vstřiku může být považováno v některých případech za pozitivní jev, který pomáhá oba povrchy vzájemně fixovat. Analýza poskytuje podklady pro návrh vhodných technologických podmínek vstřikování.

Obr. 3: Teplotní ovlivňování obou plastových materiálů při dvoukomponentním vstřikování

Na obr. 4 je uveden klasický příklad vstřikování těsnění z termoplastického elastomeru. V takových případech je použití softwaru Cadmould 3D-F 2K&Insert nutné, protože tokové podmínky elastomeru vyplňujícího žlábek plastového dílu jsou značně odlišné od podmínek vzniklých při proudění elastomeru po povrchu ocelového materiálu. Analýzou musí být prověřeno, zda pro vstřikování těsnicí obruby bude stačit použití pouze jednoho vtoku či nikoli. Dodatečné úpravy a změny výrobního nástroje by totiž byly velmi drahé a časově náročné.

Obr. 4: Analýza vstřikování plastového dílu a jeho těsnění z termoplastického elastomeru

Závěr

Na několika příkladech byly ukázány možnosti simulačních výpočtů s podporou programu Cadmould 3D-F 2K&Insert. K dalším přednostem používání simulačních analýz patří úspora nákladů snížením počtu oprav forem, stanovení příčin smrštění a deformace s možností vypracování návrhu pro snížení deformace, včasné odhadnutí nákladů na projekt, rychlé a fundované vypracovávání nabídek atd. Výpočtový modul Cadmould 3D-F 2K&Insert je výsledkem projektu PRO4PLAST, který byl financován z prostředků EU.

Ing. Jiří Gabriel

Plasty Gabriel

www.cadmould.cz

gabriel@cadmould.cz