lunedì 8 febbraio 2021

SUNON

 

Miglioramento di un progetto di camere calde (Hot Runner System) e dell’efficienza del sistema ad iniezione



Società: Sunonwealth Electric Machine Industry Co.Ltd.
 

Premessa

Sunon ha introdotto il modulo Moldex3D Advanced Hot Runner per studiare a fondo la variazione di temperatura nel canale caldo e meglio comprendere al meglio i dettagli di tutti i componenti caldo che influenzano l'efficienza di stampaggio. 







Tutto questo ha portato ad un consistente miglioramento delle prestazioni delle camere e all’ottimizzazione dell’intero sistema.
Il canale caldo standard esistente sembrava tendere a una temperatura insufficiente e in cavità, in presenza di gradienti di temperatura consistenti, presentava turbolenze del flusso, che hanno influenzato l'iniezione e portato all'instabilità. 
Si è quindi modificato le dimensioni del canale di alimentazione per il problema delle basse temperature e cambiato il design delle bobine per migliorare la situazione del materiale in raffreddamento nel canale caldo, migliorando la stabilità e l'efficienza in fase di stampaggio del prodotto.

 

Sfide

•Migliorare il problema dell'eccessiva perdita di pressione nel sistema
•Migliorare l'efficienza produttiva e il ciclo totale 


Soluzioni

Nel progetto originale, nella fase iniziale di riempimento, la temperatura della parte nel canale caldo sembrava tendere verso basse temperature che condizionavano l’avanzare del fronte fuso. 
Quando il materiale fuso, con una temperatura inferiore, passa attraverso il cancello di flusso, influenzerà l'iniezione, rischiando addirittura persino un blocco. 
Con il design ottimizzato, le dimensioni del canale di alimentazione del canale caldo e il design delle bobine sono stati modificati e la stabilità dell'iniezione è stata migliorata e la perdita di pressione ridotta.
Attraverso la verifica pratica, si è dimostrato che il design modificato può migliorare efficacemente il problema del calo di temperatura nel canale caldo e migliorare la stabilità e l'efficienza complessiva dello stampaggio.


 

Benefici

•Migliorare il problema dell'eccessiva perdita di pressione nel sistema
•Identificare in modo preciso la posizione delle zone fredde
•Ottimizzare il progetto in conformità con la modifica del design
•Ridurre i costi effettivi di elaborazione e test
•Ottenere il risultato ottimale con un cambiamento di design minimo
•Migliorare la stabilità dell'iniezione
 
Gary Lin – SUNON R&D manager
 
“L'incredibile tecnologia di simulazione con multifunzione e multidirezione consente agli utenti di passare da un campo all'altro e condurre analisi e output corretti. Vogliamo ringraziare Moldex3D per aver facilitato la crescita e lo sviluppo del dipartimento CAE, che è un fattore fondamentale per noi per vincere le sfide di ogni giorno sul mercato”

mercoledì 3 febbraio 2021

webina deformazione

 

Webinar: Tecniche di analisi e simulazione dei fenomeni relativi alla deformazione
Mercoledì 17 febbraio 2021, ore 10:00

Nel mondo della plastica, deformazione e ritiri sono argomenti all’ordine del giorno con cui tutti si vanno a confrontare.
L’uso della simulazione, per prevedere e contenere questo fenomeno, è, ormai, una strategia efficiente ed efficace per identificare cause ed effetti, contenerli e correggerli.
Sapere come la progettazione della parte, la progettazione dello stampo e le condizioni di processo influenzeranno il risultato è imperativo, così come è fondamentale capire quali sfide dovranno essere superate per ottenere una parte stampata di buona qualità.



Cosa vedremo assieme:
•Principali cause deformazione
•Come Moldex3D visualizza i risultati di deformazione in modo chiaro e significativo
•L’utilizzo di strumenti virtuali di misura e controllo
•Come esportare il modello deformato (deformata e contro-deformata)

Relatore: Ing. Stefano Canali – Responsabile supporto tecnico Moldex3D ITALIA
Il webinar è gratuito e in lingua italiana
https://lnkd.in/dQ53dPk

martedì 26 gennaio 2021

webinar : cooling system

 

Simulazione e validazione del sistema di raffreddamento per uno stampo ad iniezione

Mercoledì, 03 febbraio 2021, ore 10:00 Moldex3D ITALIA

Un sistema di raffreddamento adeguatamente progettato è fondamentale per la qualità delle parti e per ridurre i tempi di ciclo.

Questo webinar si concentrerà sulle capacità di simulazione di Moldex3D relative all’analisi del raffreddamento e su come il programma può aiutare a prevedere, ottimizzare e convalidare l’efficacia dei progetti dei canali di raffreddamento, per evitare potenziali problemi di qualità causati da raffreddamento non uniforme come punti caldi, ritiro lineare, tensioni residue, ecc.


Cosa vedremo assieme:

·         Problemi comuni relativi al raffreddamento

·         Fattori che influenzano il tempo di raffreddamento

·         Vantaggi di una simulazione del raffreddamento con Moldex3D

·         Casi di studio

·         Esperienza del Cliente – Sistemi di raffreddamento conformati ad alta efficienza

 

Relatori: 

Ing. Giulia Stucchi – Customer support Moldex3D ITALIA

Ing. Alessandro Campioli – RB spa – Mirandola (Modena) – www.moldandmold.com

Il webinar è gratuito e in lingua italiana 

Per iscriverTi al Webinar, clicca qui:

www.moldex3d.it/it/webinar-simulazione-e-validazione-del-sistema-di-raffreddamento-di-uno-stampo-a-iniezione.aspx


mercoledì 13 gennaio 2021

fiber flow coupled

 

Accuratezza della previsione dell'orientamento delle fibre utilizzando nuovi modelli IISO in Moldex3D

Chao-Tsai Huang, Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e dei Materiali, Tamkang University, Taipei.

Grazie alle sue eccellenti proprietà, il materiale plastico rinforzato con fibre (FRP) è stato applicato in vari settori come una delle principali tecnologie di alleggerimento della parte stampata (Lightweighting Process), in particolare per i prodotti automobilistici o aerospaziali.

Tuttavia, poiché le microstrutture di fibre all'interno della matrice plastica sono molto complesse, non sono facili da visualizzare e gestire in una simulazione. In effetti, il collegamento tra le microstrutture e le proprietà meccaniche del prodotto finale non è di semplice comprensione. Pertanto, negli ultimi anni, il gruppo ingegneristico della Tamkang University (a New Taipei City, Taiwan) ha cercato di correlare le caratteristiche della microstruttura in fibra alla macro-proprietà di un materiale FRP nel processo di stampaggio a iniezione attraverso la simulazione numerica, utilizzando Moldex3D e confrontando i risultati della simulazione con quelli sperimentali.

I risultati hanno mostrato che le proprietà di trazione delle parti iniettate dipendono fortemente dalla distribuzione dell'orientamento della fibra (FOD). Per confermare ulteriormente l'osservazione, sono stati eseguiti una serie di studi di simulazione e verifiche sperimentali, tra cui la previsione dell'orientamento della fibra utilizzando lo strumento CAE e la verifica utilizzando micro-TC.

E’ quindi possibile confermare una certa correlazione tra la caratteristica della microstruttura in fibra e le proprietà fisico/meccaniche per la termoplastica rinforzata con fibre (FRP) nel processo di stampaggio a iniezione.

Nello specifico, si è progettato un sistema di stampaggio a iniezione con tre campioni standard basati su ASTM D638 in cui i campioni hanno gates diversi come mostrato nella fig. 1.

Questo serve per verificare i comportamenti del flusso e fornire ulteriormente diverse funzionalità di distribuzione dell'orientamento della fibra (FOD).

A causa dell'effetto dimensionale, le caratteristiche di restringimento locale e i comportamenti nel modello sono stati analizzati e verificati fianco a fianco dalla simulazione e dagli esperimenti Moldex3D (Fig. 2).

I risultati sono elencati nella tabella 1. La previsione numerica e i risultati degli esperimenti sono molto coerenti.

Fig. 1 Sistema geometrico con tre campioni standard ASTM D638

Fig. 2 Misurazione del restringimento da diverse viste di osservazione

 

 

Tabella 1: Il confronto dei comportamenti puntuali di restringimento di tre diversi campioni sia per la simulazione sia per l'esperimento

 

Gli effetti sulla proprietà meccanica delle parti iniettate sono esposti nella Fig. 3.

Per il PP puro, tre modelli hanno una resistenza alla trazione simile che è di circa 20 N / mm2.

Tuttavia, quando viene applicato materiale FRP, la resistenza alla trazione è stata migliorata in modo significativo. 

Ad esempio, per il Modello I, quando viene introdotta la fibra corta, la resistenza alla trazione è risultata aumentata da 20 N/mm2 a 140 N/mm2.

Una caratteristica simile può essere osservata per il campione del Modello II, in cui la resistenza alla trazione è stata aumentata da 20 N/mm2 a 120 N/mm2.

La resistenza alla trazione del Modello III è stata aumentata da 20 N/mm2 a 40 N/mm2 (PP), il che non è banale, perché l'iniezione a due lati causerebbe linee di saldatura, e quindi zone di fragilità meccanica.

Perché la resistenza della Model I (porta laterale) è superiore a quella del Modello II?

A causa della particolare conformazione del gate, il comportamento asimmetrico del flusso (con vettore di velocità asimmetrica) guiderà la direzione del flusso FOD (distribuzione dell'orientamento della fibra) nel Modello I.

Questo FOD asimmetrico migliorerà ulteriormente la resistenza alla trazione per fornire una migliore proprietà meccanica.

Nel complesso, la previsione della simulazione è risultata altamente coerente con l'osservazione sperimentale.

Fig. 3 Il confronto della resistenza alla trazione tra PP puro e FRP per tre diversi campioni.

Successivamente, abbiamo cercato di individuare la relazione tra le proprietà fisiche delle parti iniettate e le caratteristiche di orientamento della fibra.

In particolare, si voleva sapere quanto fosse accurata la previsione dell'orientamento della fibra della simulazione con Moldex3D.

In precedenza, in assenza di accoppiamento flusso-fibra, la tendenza della variazione di orientamento della fibra sia per la previsione numerica, sia per l'osservazione sperimentale era in buon accordo.

Alcuni casi sono elencati nella fig. 4.

Per maggiori dettagli, fare riferimento all’articolo "Flow induced Orientations of Fibers and Their Influences on Warpage and Mechanical Property in Injection Fiber Reinforced Plastic (FRP) Parts" pubblicato sull'International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology (2020/06/30, DOI: 10.1007/s40684-020-00226-2)".

Fig. 4 Il comportamento di orientamento della fibra attraverso la previsione numerica (senza accoppiamento flusso-fibra) e l'osservazione sperimentale per il Modello I: (a) nella regione vicino al cancello (NGR), (b) alla fine della regione di riempimento (EFR).

Sebbene i precedenti risultati dell'orientamento delle fibre per previsione numerica fossero buoni nella tendenza rispetto all'osservazione sperimentale, si sono rilevate alcune differenze.

In particolare, se esaminate, le quantità dei tensori di orientamento di A11 e A22 non sono le stesse sia nella previsione numerica che nell'osservazione sperimentale.

Ci si è chiesti, qual è la ragione principale che causa questa deviazione.

Fortunatamente, il Dr. Anthony Favaloro1 et al. Più tardi, il Dr. Huan-Chang Tseng di Moldex3D e il Dr. Anthony Favaloro1 [2] hanno modificato il modello di viscosità IISO come modello IISO rivisto e implementato questo nuovo modello nel software Moldex3D.

Successivamente, abbiamo utilizzato questo nuovo modello IISO rivisto per condurre l'effetto flow-fiber sulla variazione di orientamento della fibra durante lo stampaggio a iniezione. Alcuni risultati sono presentati nella fig. 5. Chiaramente, in presenza di accoppiamento flusso-fibra, i tensori di orientamento di A11 e A22 sono molto vicini sia per la previsione numerica che per l'osservazione sperimentale. In particolare, questi tre singoli campioni DI ASTM D638 hanno diverse storie di flusso e caratteristiche di orientamento delle fibre, ma la previsione numerica può catturare con precisione con precisione quelle diverse caratteristiche di orientamento della fibra (Fig. 5).


Fig. 5 Comportamento di orientamento della fibra mediante previsione numerica utilizzando Moldex3D e osservazione sperimentale senza e con effetto di accoppiamento flusso-fibra: (a) Modello I all'EFR, (b) Modello II all'EFR.

In conclusione, il nuovo modello IISO di Moldex3D può aiutarci a prevedere al meglio e con precisione l'orientamento delle fibre, problematica molto complessa e risolta egregiamente da Moldex3D.

Se sei interessato ai risultati della ricerca, fai riferimento all’articolo pubblicato su Polymers 2020, 12, 2274; doi:10.3390/polym12102274

Il link è il seguente:

Versione HTML: https://www.mdpi.com/2073-4360/12/10/2274/htm
versione PDF: 
https://www.mdpi.com/2073-4360/12/10/2274/pdf

Nota 1: Anthony Favaloro: Ricercatore presso la Purdue University, West Lafayette, Indiana, Stati Uniti

Riferimento

Favaloro, A.J.; Tseng, H.C.; Tubi, R.B. Un nuovo modello costitutivo viscoso anisotropico e simulazione di stampaggio con materiale composito. Compos. Parte A 2018, 115, 112–122.

Tseng, H.C.; Favaloro, A.J. L'uso di equazione costitutiva isotropa per simulare comportamenti reologici anisotropici con materiale FRP. J. Rheol. 2019, 63, 263–274.