Témata
Reklama

Plastové díly s kovovými zálisky a dvojkomponentní vstřikování

03. 02. 2010

Simulační analýzy zaměřené na vstřikování plastů pomáhají zvyšovat kvalitu plastových výrobků a výrobního nářadí. Simulace přinášejí také zkrácení doby přípravy nových výrobků pro trh a tím i finální snížení finančních nákladů spojených s novými projekty.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
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

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 100126
Datum: 03. 02. 2010
Rubrika: Trendy / Plasty
Autor:
Firmy
Související články
Žíhání termoplastů

Moderní nauka o plastech v mnoha směrech vychází z nauky o kovech. Příkladem je žíhání, jeden ze způsobů tepelného zpracování. Společným účelem žíhání kovů i plastů je pomocí řízených teplotních změn dosáhnout rovnovážných stavů struktury a tím i cíleně ovlivňovat vlastnosti.

Makroplasty versus mikroplasty

Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

Plasty a kompozity v inovaci strojírenských výrobků

Plasty a kompozity s polymerní matricí přinesly revoluci v materiálových přístupech ke konstrukci strojírenských výrobků a zařízení. Nepřetržitě probíhající materiálové inovace v oblasti plastů a kompozitů spoluvytvářejí inovativní řešení ve strojírenství. Reagují na potřeby strojírenského průmyslu a stávají se kontinuálním procesem s jasnou perspektivou do budoucna.

Související články
Optimalizace plastových výlisků s obsahem přírodních vláken

V průmyslové výrobě, především v automobilovém průmyslu, se začíná prosazovat trend nasměrovaný k využívání obnovitelných materiálů, ke kterým mj. patří přírodní vlákna. Vývojáři nových výrobků se setkávají s požadavky na aplikační využití plastových materiálů vyztužených přírodními vlákny, jako jsou sisal, konopí, len atd.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Horké trysky jako nový standard

Studené plnicí kanály doprovázejí odvětví vstřikování plastů od prvopočátku. I dnes často vypadá tento způsob plnění dutiny jako ten nejjednodušší a nejelegantnější. Proč má tedy smysl zabývat se aplikací horkých trysek i do malých sérií a malých forem? Srovnejme oba způsoby plnění a porovnejme ekonomické přínosy.

Inteligentní řešení pro vstřikování plastů

Automatizace, výrobní technologie, optimalizace procesů a služby jsou nedílnou součástí filozofie rakouské společnosti Engel. Ta svá systémová řešení v oblasti zpracování plastů představila v říjnu pod mottem „více než stroj“ na veletrhu Fakuma 2015 v německém Friedrichshafenu.

Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

Jaká tajemství skrývá výroba razítek?

Představte si obyčejné moderní razítko. Připadá vám, že vyrobit je musí být velice jednoduché? Možná byste se divili. Složitá vulkanizace, vstřikolisovna s 21 vstřikolisy, obtížný proces barvení, to vše velmi náročné na stabilitu procesu. Tolik jen stručně o tom, s čím se během výroby razítek musíme u nás, v Colopu v Borovanech, denně potýkat. Chcete se dozvědět víc? Pak vás zvu ke čtení následujících řádků.

Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Absorbér energie, izolace nebo kreativní materiál?

Vypadá jako polystyren, ale není to polystyren. Rozdíl poznáte nejpozději ve chvíli, kdy jej vezmete do ruky. Řeč je o expandovaném polypropylenu, materiálu, který pod obchodním názvem Arpro vyrábí globálně působící japonská společnost JSP. Vnitřní struktura dílů z něj vyrobených na první pohled připomíná díly z pěnového polystyrenu, ale jejich vlastnosti jsou zcela rozdílné.

Nové vstřikovací jednotky pro vstřikovací stroje

Společnost Engel Austria od základu přepracovala své hydraulické vstřikovací jednotky a na veletrhu K 2016 od 19. do 26. října v Düsseldorfu představila novou generaci úspěšných řad vstřikovacích strojů Engel victory a Engel duo, které díky inovativním funkcím dosahují vyšší přesnosti, ergonomie a účinnosti.

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Sledování forem ve výrobě, skladu i údržbě

Jednou z nejdůležitějších věcí, které firmy pracující v oblasti výroby výlisků řeší, je sledování forem a řešení problémů, které při výrobě nastanou. Důležité je problémy řešit tak, aby příště, pokud se stejný problém objeví znovu, bylo možné sáhnout do databáze a problém vyřešit ihned, bez zbytečných časových prodlev. To umožňuje systém MachineLOG IT, jenž maximálně zjednodušuje sledování pohybu forem, jejich oprav i nasazení ve výrobě.

Igráček slaví 40. narozeniny

Generace Husákových dětí si jistě dobře vzpomíná na malou plastovou figurku představující různá povolání. Igráček letos oslaví 40. narozeniny, a tak určitě stojí za to, podívat se důkladněji na jeho osud i na jeho výrobu.

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