Site Rengi

Enjeksiyon Kalıplama İçin CFD

06.03.2020
943
Schneider Electric current transformer enclosure

Termal Alan Lideri, CAE Ar-Ge ve 3D Simülasyonu Carlos Marquez tarafından; Silvestre Cano, Reoloji Alan Lideri, Schneider Electric, Monterrey, Meksika; ve Omar Rodriguez, CFD Uzmanı, Grupo SSC, San Miguel de Allende, Meksika. Enjeksiyon kalıplama için cfd uygulamaları konulu makale.

Plastik parça tasarımcıları, enjeksiyonla kalıplanmış parçaların tamamen oluşturulduğundan ve görsel kusur içermediğinden emin olmalıdır. Bu hedefleri çok uzun süre karşılamak için özel enjeksiyon kalıplama araçları kullanılmıştır ve olgunlaşmaya devam etmiştir. Ancak, bu araçlar kendi lisanslamalarını, kullanıcı eğitimlerini ve desteklerini gerektirir. Hemen hemen her durumda, özel araçlar enjeksiyon kalıplama için optimize edildiğinde, diğer mühendislik uygulamalarında kullanım için çok sınırlı hale gelirler. Schneider Electric mühendisleri, Schneider Electric’te kalıp doldurma simülasyonu için yaygın olarak kullanılan Ansys genel amaçlı hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yazılımının kullanımını doğruladı. Ayrıca Ansys CFD’nin çok çeşitli diğer simülasyon araçlarıyla arayüz oluşturabildiğini de gösterdiler. Enjeksiyon kalıplama için cfd analizi hizmeti almak için MARSİS’e ulaşın.

Üretilebilirlik, enjeksiyonla kalıplanmış plastik parçalar için tasarım endişesi olarak ikinci sıradadır. Tasarım sürecinde, mühendisler bir parçanın malzemesinin, geometrisinin, kapı konumlarının, ray sisteminin, duvar kalınlıklarının, enjeksiyon akış hızının ve diğer parametrelerin bitmiş parçanın döngü süresini ve kalitesini nasıl etkileyeceğini bilmelidir. Parçaları kalıplamak için gereken aletin maliyeti genellikle on binlerce ila binlerce dolar arasındadır. Bir deneme başladıktan sonra sorunları düzeltmeye veya tasarımı optimize etmeye çalışmak pahalıdır, bu nedenle enjeksiyon kalıplama aracını oluşturmadan önce kalite sorunlarını tanımlamak ve verimliliği optimize etmek için kalıp doldurma işleminde simülasyon gereklidir.

Schneider Electric evlerde, binalarda, veri merkezlerinde, altyapı ve endüstrilerde enerji yönetimi ve otomasyonun dijital dönüşümüne liderlik ediyor. 180 yılı aşkın bir süredir Schneider Electric, güvenlik, güvenilirlik, verimlilik ve sürdürülebilirlik için bağlantılı teknolojiler ve çözümler geliştirerek ve “Yaşamın Devam Edmesini” sağlamak için her düzeyde yenilik geliştirdi. Şirketin mühendisleri, enjeksiyon kalıplama simülasyonunun, çok çeşitli simülasyon görevleri için Schneider Electric genelinde kullanılan önceden konuşlandırılmış genel amaçlı Ansys Fluent CFD yazılımı ile gerçekleştirilip gerçekleştirilemeyeceğini belirlemek istedi. Mümkünse, ekip yazılım araçlarını birleştirirken enjeksiyon kalıplama simülasyon ihtiyaçlarını karşılayabilecektir. Gerekli lisans sayısını azaltarak, ekip verimliliğini artırmak ve ek eğitim ihtiyaçlarını azaltmak için öğrenme eğrisini azaltarak ve BT ek yükünü azaltarak maliyetlerden tasarruf edebilirler. Enjeksiyon kalıplama için CFD analizi hizmeti yapılmaktadır.

User Defined Functions (UDF)
45/5000
Ansys Fluent’ta UDF’lerin Kullanımına Giriş

MALZEME ÖZELLİKLERİNİN TANIMLANMASI

Enjeksiyon kalıplama simülasyonu yapılırken, mühendisler polimerin malzeme özelliklerini hesaba katmalıdır. Polimerler, kaymaya bağlı akışa (viskoziteye) karşı yüksek bir dirence sahiptir (yani bir akışkanın bölümlerinin farklı nispi hızlarda olduğu anlamına gelir). Kesme ne kadar yüksek olursa, viskozite o kadar düşük olur, bu nedenle polimerler tipik olarak kesme inceltici Newtonyan olmayan sıvılar olarak tanımlanabilir. Bu yüksek kesme hızı, polimer sıkıldığında veya dar boşluklardan geçmeye zorlandığında ortaya çıkar.

Bu viskozite-kayma hızı bağımlılığı, Newtonyen olmayan polimerlerin akış tahminini biraz sezgisel hale getirmektedir. Örneğin, erimiş plastik küçük bir kapıdan büyük bir kalıba enjekte edildiğinde, malzeme kalıbın duvarlarına dışarı doğru akar. Dış tabaka iç çekirdekten daha yavaş akar.

Kalıp dolumunu simüle etmek için Ansys CFD’den yararlanmak için Schneider mühendisleri, firma tarafından sıkça kullanılan plastiklerde, kesme hızı ve viskozite arasındaki ilişki gibi fiziksel özellikler toplayarak başladı. Verileri Newtonyen olmayan bir modele sığdırır ve Fluent’te Schneider’de enjeksiyon kalıplama için kullanılan altı ana malzemenin her birini temsil eden kullanıcı tanımlı bir malzeme oluşturdular: polipropilen, polikarbonat, poliamid, polyester, polietilen, polifenilen ve polioksimetilen. Bu metodoloji gerektiğinde diğer plastiklere de genişletilebilir.

KALIP DOLGU TEST DURUMU

kalıp dolum analizi
Anahtar muhafazasının CAD modelleri
kalıp dolum simülasyonu
Anahtar muhafazasının CAD modelleri

Schneider mühendisleri, yeni metodolojiyi değerlendirmek için bir test durumu olarak alternatif akımı ölçmek için kullanılan bir akım trafosu için bir muhafaza seçti. Bir akım trafosunda, ikincil sargılarındaki akım, birincil sargılarındaki akan akımla orantılıdır. Mühendisler, kasanın sağlam bir modelini Ansys DesignModeler’e aktardı. Hesaplama süresini optimize etmek için pahlar ve parça üzerinde metin kabartma gibi kalıp doldurma simülasyonu ile ilgili olmayan ayrıntıları ortadan kaldırdılar. Parçanın geometrisi, kalıp doldurma simülasyonu için akış alanını tanımlamak için kullanıldı. Mühendisler, erimiş plastiği kalıba ateşlemek için basınç sınır koşulu olan bir kapı tanımladı. Önemli kalıp doldurma parametrelerini izlemek için birkaç kullanıcı tanımlı fonksiyon (UDF) oluşturdular. Örneğin, bu işlevlerden biri kalıbın doldurulmamış alanını izleyerek doldurma süresinin bir kaydını sağlar ve hesaplama kaynaklarının boşa harcanmasını önlemek için kalıp dolduğunda simülasyonun durdurulmasını mümkün kılar. Mühendisler simülasyonu enjeksiyon işleminin başından kalıbın plastikle doldurulduğu noktaya kadar çalıştırdılar. Simülasyon sonuçları, özel kalıp doldurma yazılımının sonuçlarıyla iyi bir korelasyon gösterdi. Enjeksiyon kalıplama için cfd analizleri Marsis İnovasyon tarafından yapılmaktadır.

Schneider mühendisleri, transformatör mahfazasının mekanik özelliklerini geliştirmek için parçayı simüle etti. Malzeme değişikliğinin parça kalitesi ve üretkenliği üzerindeki etkisini belirlemek için çeşitli malzemelerle kalıp doldurmayı simüle ettiler. Simülasyon kaynak hatlarının konumlarını öngördü (iki akış cephesi bir araya geldiğinde ve düzgün bir şekilde kaynaklanmadığında üretilir); mühendisler daha sonra kaynak hattı oluşumundaki sorunları değerlendirebilirler. Bu akış cephelerinin sıcaklığı ve basıncı doğru değilse, akım transformatörünün mekanik özellikleri bozulabilir. Mühendisler, parçanın eşit bir şekilde doldurulmasını sağlamak ve malzeme ve enerji israfını önlemek için yolluk hacmini en aza indirmek için farklı kapı pozisyonlarını ve ray sistemi tasarımlarını değerlendirdi. Çarpıklığı ve batma izlerini en aza indirmek ve parçanın yapısal bütünlüğünü iyileştirmek için farklı işlem ayarlarını değerlendirdiler. Enjeksiyon kalıplama için cfd çözümleri.

plastik kalıp dolum analizi
ANSYS Akıcı kalıp doldurma simülasyonu hava kapanlarını tahmin eder (farklı bölümlerde ilerleyen akış cepheleri arasında oluşan hava kabarcıkları).
ansys fluent enjeksiyon kalıp dolum analizi
Kalıp doldurma simülasyonu ile öngörülen kaynak hatları

ANSYS CFD UZMANLIK YAZILIMIYLA EŞLEŞİYOR

CFD weld like simulation
ANSYS Akıcı kalıp doldurma simülasyonu kaynak hatlarını öngörür.
CFD simulation plastic mold filling
Kalıbı dolduran plastiğin hız vektörleri

Mühendisler, genel amaçlı Ansys CFD yazılımının, yalnızca enjeksiyonlu kalıplama simülasyonunu gerçekleştiren niş araçlarla aynı doğruluğu sağladığı sonucuna vardı. Bu, simülasyon yazılımını birleştirme fırsatı sunar ve lisanslama, destek ve eğitim maliyetlerini azaltarak önemli maliyet tasarruflarına yol açabilir. Kalıp doldurma için bir Ansys Workbench aracı (Ansys Fluent) kullanmak, çoklu simülasyonlar için ortak bir model kullanarak, yapısal bütünlük ve elektronik soğutma gibi diğer fizik için diğer Ansys araçlarının kullanılmasına da izin verecektir. Son olarak, Ansys CFD, bulut bilişim platformlarına kapı açan birinci sınıf paralel ölçeklenebilirlik sağlar.

ansys fluent enjeksiyon kalıp dolum analizi
Ansys Fluent Plastik Kalıp Dolum Analizi

Reference 
Schneider Electric, schneider-electric.com

Ansys Fluent ile Enjeksiyon Kalıp Dolum Analizi Hizmeti: Enjeksiyon kalıplama için cfd

Marsis İnovasyon, plastik kalıp tasarımında dolum analizleri gerçekleştirerek kalılarınızın doğru ve kaliteli ürün üretmeniz için optimize eder. Enjeksiyon kalıplama için cfd analizi hizmeti için MARSİS’i arayın.

MARSİS ile İleşitim Kurun !

    ETİKETLER: tasarım, cfd, analiz, fea, ANSYS
    Ziyaretçi Yorumları

    Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.