AniForm
e Moldex3D stanno collaborando per offrire un'analisi RTM superiore,
consentendo agli utenti di prendere in considerazione il riorientamento delle
fibre indotte dalla formatura
Introduzione
AniForm, strumento di simulazione avanzato che prevede
la formabilità dei laminati compositi, sta collaborando con Moldex3D per
offrire ai propri utenti un'analisi RTM di livello superiore. AniForm
Engineering è una società olandese di tecnologia di simulazione fondata nel
2011, che originariamente si è staccata dall'Università di Twente.
Oggi, AniForm è riconosciuta e utilizzata da molte
entità in tutto il mondo, in particolare nel settore aerospaziale.
Premessa
Al giorno d'oggi, l'industria nel campo dei compositi
ha accesso a un'ampia varietà di software di simulazione di processo, ognuno
con la propria specializzazione.
Gli ingegneri possono beneficiare ancora di più di
questi strumenti predittivi quando i loro risultati sono accoppiati.
Moldex3D e AniForm hanno collaborato negli ultimi mesi
per fornire la loro prima interfaccia, in modo che i loro utenti siano in
grado, da subito, di eseguire analisi di infusione più accurate.
"Siamo lieti di collaborare con AniForm, che è
senza dubbio un attore notevole nel nostro settore", << Dannick
Teng, Managing Director di Moldex3D>>, "Questo è il primo passo
dell'entusiasmante collaborazione di Moldex3D e AniForm, ed entrambi non
vediamo l'ora di un’integrazione più stretta delle due piattaforme ".
Questa collaborazione tanto attesa consentirà agli
utenti di eseguire simulazioni superiori di RTM, particolarmente rilevanti per
il settore dell'energia eolica e aeronautica, accoppiando le capacità di
simulazione dell'orientamento del tessuto di AniForm con la simulazione RTM di
Moldex3D.
Gli utenti possono ora importare senza problemi i dati
di riorientamento della fibra (registrati come file ASCII) da AniForm Suite ed
eseguire la simulazione RTM con i potenti strumenti di simulazione di Moldex3D.
"AniForm si impegna a fornire uno strumento
software che consenta agli ingegneri di concentrarsi sull'analisi avendo
disponibili strumenti integrati di grande capacità predittiva, piuttosto che
dedicare troppo tempo alla modellazione e al trasferimento dei dati tra vari
strumenti di simulazione.
Moldex3D è un partner di livello nel settore, quindi
siamo rimasti entusiasti di collaborare con loro. Siamo molto soddisfatti di
questo sforzo collaborativo, che ha portato a un'interfaccia senza soluzione di
continuità tra i nostri strumenti”. << Sebastiaan Haanappel, Managing
Director di AniForm>>.
Obiettivo
Avere un flusso di lavoro senza soluzione di continuità tra le due
piattaforme
Individuare al meglio il cambio di orientamento delle fibre in un tessuto
durante la formatura;
Il taglio del tessuto e il riorientamento delle fibre influenzano
localmente la grandezze e orientamento, e di conseguenza le proprietà di
permeabilità del tessuto.
Soluzione
Accoppiamento tra simulazione Moldex3D RTM e risultati
di formatura AniForm.
Benefici
·
Semplificare l'interfacciamento dei dati e migliorare
il flusso di lavoro per i progettisti
·
Migliorare la precisione dei dati di ingresso per il
modello RTM
·
Aumentare l'accuratezza del risultato della
simulazione Moldex3D RTM
Caso di studio
L'obiettivo principale di questo caso di studio è
quello di confrontare i diversi risultati tra due modelli; uno che assegna
direttamente un presunto orientamento ortogonale del tessuto, e uno che
considera il risultato dell'orientamento del tessuto da una previsione di
formatura AniForm, al fine di vedere come diversi input possono avere un
impatto significativo sui risultati della simulazione dell'infusione di resina.
Nel contesto di questo caso di studio, il team di
AniForm ha generato una simulazione di una formatura di tessuto intrecciato che
abbiamo utilizzato come input in Moldex3D RTM per l'orientamento del tessuto.
La simulazione del tessuto è stata esportata come file ASCII da AniForm e
importata senza problemi in Moldex3D per eseguire la simulazione RTM.
Fig. 1 Il processo di simulazione RTM utilizzando
AniForm accoppiato con Moldex3D
Per questo caso di studio, un laminato composto da
cinque strati di tessuto con un layup [(0/90)]5 si forma in una cavità dello
stampo che rappresenta la forma finale della parte.
Successivamente, lo stampo stesso viene riscaldato e
iniettato con resina.
La parte viene infine rilasciata dopo la
polimerizzazione.
Ci riferiamo alla parte finale come tessuto formato.
Fig. 2 Il tessuto intrecciato formato simulato da
AniForm
Per prendere in considerazione le distorsioni del
tessuto indotte dalla formatura in una successiva simulazione di infusione in
Moldex3D, è stata eseguita una simulazione di formatura composita in AniForm.
La Fig. 3 mostra le deformazioni laminate previste in
vari casi durante la formatura. Queste deformazioni portano alla distribuzione
del taglio in piano risultante e al relativo ri-orientamento della fibra alla
chiusura completa dello stampo nella fase finale, come mostrato nella fig 4.
Fig. 3 AniForm - le previsioni di forma in vari casi.
Fig. 4 Distribuzione dell'angolo di taglio prevista da
AniForm.
Come indicato sopra, due modelli diversi di infusioni
sono stati creati in Moldex3D.
La Fig. 5 mostra le due configurazioni dei modelli di
infusione.
Il primo modello presuppone che il tessuto sia ancora
ortogonale, vale a dire 0 e 90 gradi in ogni parte (azzurro: 0 gradi, blu
scuro: 90 gradi). Tuttavia, in realtà, un orientamento ortogonale della fibra
non deve essere presente, poiché la formatura porta alla deformazione del
tessuto in piano e l'orientamento del tessuto non è più di 0 e 90 gradi in ogni
parte.
Pertanto, il secondo modello considera i risultati
della formatura da AniForm e utilizza il riorientamento in fibra indotta dalla
formatura.
Il riorientamento della fibra influenzerà la
permeabilità, che è una misura per descrivere la capacità di un fluido di
fluire attraverso il tessuto.
Per questo motivo, è previsto un effetto sulla
progressione del flusso, che per il secondo modello si tradurrebbe in una
rappresentazione più accurata della realtà.
Fig. 5 Orientamento del tessuto
Quando si utilizza la simulazione Moldex3D RTM
possiamo effettivamente osservare che un diverso input di orientamento della
fibra influisce sulla progressione del flusso attraverso il tessuto. Nelle aree
indicate nella Fig 6, possiamo osservare una distorsione del flusso di resina.
Qui, il riorientamento del tessuto ha portato la componente di permeabilità
locale nella direzione del flusso ad essere inferiore.
Quando si considerano geometrie più grandi e
complesse, questo effetto può portare a un'umidificazione incompleta, che
richiederebbe, al progettista di processo, di riconfigurare i punti di ingresso
della resina.
Inoltre, la progressione del flusso ha portato a un
tempo di riempimento più elevato.
Avere una migliore stima del tempo di riempimento
consente agli ingegneri di anticipare meglio i tempi del ciclo di produzione.
Fig. 6 Fronte di flusso
Conclusione
È stata sviluppata un'interfaccia tra AniForm e
Moldex3D per considerare il riorientamento della fibra indotta dalla formatura
nel modello di simulazione RTM.
Ciò porta a una rappresentazione più accurata del
dominio di flusso simulato e la realtà. Abbiamo valutato un modello “con” e un
modello “senza” per considerare il cambiamento di materiale risultante dalla
fase di formatura.
La differenza risultante nella distribuzione della
permeabilità ha portato a una differenza prevista nello sviluppo del fronte di
flusso e nel tempo di riempimento.
Avere una migliore stima della progressione del flusso
nel tempo consente agli ingegneri di anticipare meglio i cambiamenti nella
configurazione del processo e nella durata del ciclo di produzione.
Collegando i potenti strumenti di simulazione di
Moldex3D e AniForm, il tecnico della simulazione sperimenta un flusso di lavoro
senza problemi e un maggiore grado di fiducia nell'analisi e
nell'interpretazione dei risultati.
Per ulteriori informazioni, contattare info@moldex3d.it
