Efektivní vývoj plastových dílů a vstřikovacích forem

Tags: Formy | Plastics | Plasty | SolidWorks | Vstřikování

V mnoha odvětvích, včetně automobilového průmyslu, zdravotnických technologií nebo spotřebního zboží, představuje proces vstřikování do forem nejpoužívanější a ekonomicky nejvýhodnější metodu výroby plastových dílů. Zásadní je zde povědomí, jak návrh jednotlivých dílů ovlivní jejich vyrobitelnost a naopak – a to ještě před zahájením výroby. Řešení nabízí konstrukční simulace.

Samotný proces vstřikování do forem je složitý z hlediska času, tlaku, teploty a dalších parametrů týkajících se materiálů a nástrojů. V minulosti to znamenalo, že konstruktéři vysoce kvalitních plastových dílů a forem potřebovali značné zkušenosti, aby dokázali mezi všemi těmito proměnnými najít rovnováhu. Kromě detailního návrhu součástí je od samotného počátku vývoje nutné brát v potaz proveditelnost výroby. Tím se předejde nákladným změnám procesu nebo forem, které by mohly zásadně zpozdit uvedení výrobku na trh. Čím dříve se tento aspekt navrhování podaří optimalizovat, tím lépe.

Řešení potenciálních překážek při vstřikování do forem nabízí simulační software. Uživatelé mohou provádět virtuální testy za skutečných provozních podmínek, a zkoušet své návrhy v raném stadiu vývoje. Testy závislé na široké řadě parametrů lze provádět v průběhu celého postupu navrhování. Simulace tak umožňují analyzovat návrh ještě před výrobou vstřikovací formy. Tím se předejde jejím drahým změnám, optimalizuje se kvalita vyráběné součásti a podstatně se zkrátí doba vývoje.

Vývoj plastových dílů s využitím simulací

SolidWorks Plastics poskytuje uživatelům účinné funkce pro simulaci vstřikování do forem, aby mohli identifikovat potenciální problémy s výrobou a cíleně je odstranit. Software se hodí jak pro návrháře plastových součástí, tak pro výrobce nástrojů pro vstřikování do forem. Už v počáteční fázi vývoje výrobku je možné předpovědět možné chyby ve výrobě. Lze jim předejít změnami návrhu součásti nebo nástroje, materiálu nebo procesních parametrů.

Aplikace SolidWorks Plastics je plně integrována v softwaru SolidWorks, takže uživatelé pracují ve známém prostředí. Změny se okamžitě projevují v 3D modelu a lze je hladce přenášet do posouzení vyrobitelnosti. Odpadají tak časově náročné opakované exporty a importy.

Výkonné síťové algoritmy dokážou rychle mapovat i složité geometrie – od velmi tenkých až po formy s tlustými stěnami nebo smíšenými charakteristikami. Software rovněž obsahuje komplexní databázi zhruba pěti tisíc nejnovějších plastových materiálů, kterou lze kdykoli volně rozšiřovat a upravovat. Přehledné rozvržení nabídek provádí uživatele postupem vytváření simulací a nabízí také průvodce pomáhajícího s interpretací výsledků. I příležitostní uživatelé tak mohou identifikovat potenciální problémy v raném stadiu a přijmout správná rozhodnutí, jež zlepší kvalitu a vyrobitelnost.

SolidWorks Plastics je k dispozici ve dvou verzích, které jsou přizpůsobeny různým potřebám v rámci vývojového procesu. Návrháři plastových součástí mohou s pomocí aplikace SolidWorks Plastics Professional posuzovat dopad změn tloušťky stěn, bodu vstřikování, materiálu nebo návrhu součásti na vyrobitelnost dílů. Vývojáři nástrojů pro vstřikování do forem mohou s pomocí aplikace SolidWorks Plastics Premium získat podrobný přehled o chování forem, včetně možností optimalizace bodů vstřikování a rozvodných systémů.

Tento simulační software nabízí řadu funkcí, díky nimž mohou návrháři stanovit zásadní předpoklady o plnicím a udržovacím tlaku již od počátku vývoje. Je možné formu na příslušném stroji zcela zaplnit? Kde dvě svařované plochy vytvoří klíčové styčné linie? V jakých bodech vyžaduje součást ventilaci a kde se má nacházet bod vstřikování, aby byla forma rovnoměrně vyplněna? Jaké jsou procesní parametry týkající se rozložení teploty a tlaku, doby tlakového působení pro zaplnění a udržení? A jak má být součást navržena, aby byla zajištěna optimální doba chlazení? SolidWorks Plastics vám také pomůže posoudit body ponoru, volumetrické smrštění a určit ideální dobu cyklů.

Kratší doba vývoje výrobků, lepší komunikace, vyšší ziskovost

Díky přesnému předvídání možných chyb ve výrobě s pomocí simulačních funkcí zcela odpadají fáze odstraňování problémů, které dříve trvaly týdny. Proces navrhování je podstatně efektivnější, neboť lze virtuálně posoudit vhodnost použití různých variant. Uživatelé tak problémy odstraní bez testování prototypů. Drahý pracovní čas rovněž ušetří uživatelsky vstřícný systém s komplexní databází a efektivními funkcemi. Výsledkem je podstatná úspora času nutného pro uvedení výrobku na trh, zaručená kvalita součástí a dodržení plánovaného rozpočtu.

Podrobné zobrazení výsledků, animace plnění a výkazy, které lze automaticky vytvořit, rovněž přispívají k lepší komunikaci a efektivnější spolupráci mezi různými odděleními a firmami, jež se na vývoji výrobku podílejí.

Pro použití simulačního softwaru jako SolidWorks Plastics ve výrobě plastových součástí a nástrojů pro vstřikovací formy hovoří řada faktorů. Zejména kratší doba vývoje, předvídání a předcházení výrobních vad už od raného stadia procesu – a také vyšší kvalita výrobků. Úspora dosažená díky simulačnímu nástroji vzhledem k popsaným výhodám rychle překročí investici a náklady na implementaci.

Autor je technickým manažerem simulačních produktů ve společnosti DS SolidWorks.