Technologie vstřikování je nejrozšířenější výrobní proces pro výrobu finálních plastových dílů. V procesu vývoje dílů směřuje konstrukce ke stále větší komplexnosti. Zpracovatelé dnes řeší složitost součástí z plastického materiálu a forem na jejich výrobu z hlediska nákladů, kvality a rychlosti uvedení na trh. Proto je snaha řešit co nejvíce problémů již v návrhové fázi a tím předejít výrobním problémům. K úsilí o optimalizaci návrhů a jejich ověření v předvýrobní etapě produkce plastových dílů jim významně pomáhá právě software firmy Autodesk.

Společnost TD-IS nabízí komplexní řešení pro návrh a výrobu forem a plastových dílů. V tomto článku se zaměříme pouze na vývojovou fázi. Základem je balíček Product Design Suite, obsahující programy Alias Design a Inventor Professional, které umožňují efektivní návrh komplikovaných a vizuálně přitažlivých plastových dílů. Toto je doplněno simulačním softwarem Autodesk Moldflow, umožňujícím ověření vyrobitelnosti a kvality plastového dílu a optimalizaci procesu jeho výroby.

Product Design Suite

Jeho součástí je Alias Design, aplikace pro průmyslový design a tvorbu virtuálních digitálních prototypů, které je možné použít pro celou řadu vizuálních kontrol a testů ještě před fyzickým vytvořením výrobku nebo jeho prototypu. Alias je určen pro průmyslové designéry a konstruktéry, kteří vytvářejí koncepční návrhy a pracují s volnoplošnými povrchovými 3D modely, na jejichž základě pak navrhují detailní tvary výrobků ve spotřebním a automobilovém průmyslu. Alias umožňuje postupovat přes skici, 3D koncepční modely, finální produkční modely k profesionálním vizualizacím a animacím. Je to zkrátka software pro návrh vizuálně exponovaných plastových dílů, nástroj průmyslového designéra.

Inventor Professional je hlavní součástí balíčku. Obsahuje modelovací nástroje specifické pro navrhování plastových dílů a pro efektivní vytváření vstřikovacích forem. Umožňuje přímé asociativní načtení nativních souborů z prostředí Alias – plochy, skořepiny, objemová tělesa a křivky a tím propojuje svět designu a CAD. Tato flexibilita může zkrátit čas uvedení produktu na trh, a to tak, že konstruktérům umožňuje začít dříve s detailními návrhy a jednoduše začlenit změny od designéra.

Funkce návrhu plastových dílů zahrnuje:

• Pokročilá definice tvarů
• Import modelů Alias
• Nástroj Vyřezání
• Analýzy ploch
• Definice plastových součástí
• Funkce pro modelování plastových dílů
• Pravidla pro zaoblení
• Analýza zešikmení a průřezů

Modul Mold design integruje do aplikace Autodesk Inventor funkce k vytváření forem. Pomocí inteligentních nástrojů a katalogů, které jsou v aplikaci k dispozici, můžete rychle generovat přesné návrhy forem přímo z digitálních prototypů.

Klíčové funkce a postupy:

• Analýza procesu vstřikování: Odhalí kvalitu součástí a procesu vstřikování během předběžných fází návrhu, díky čemuž se můžete vyhnout následným problémům.
• Forma rodiny (vícekomponentní): Můžete přepínat mezi více načtenými plastovými součástmi, abyste dokončili konstrukci dělicí roviny pro každou sadu tvárníku a tvárnice.
• Vtoková soustava: Poskytuje prostředky k určení typu a umístění vtoků a definování náčrtu vtokového kanálu, velikosti a tvarových vlastností.
• Temperační soustava: Zlepšuje účinnost návrhu formy a zjednodušuje proces vytváření složitých chladicích kanálů.
• Návrh tvárníku a tvárnice: Zabývá se komplexními problémy definice dělicí roviny. Kombinace těchto funkcí umožňuje uzavření mezer, adaptivní a automatické vytvoření záplat děr a dělicích povrchů.
• Standardní nástroje komponenty a knihovna: Podporuje široký rozsah komponent z komerčních knihoven katalogu a zařízení komponent k vytvoření vlastních součástí.
• Automatizace výkresu: Díky automatizaci 2D výkresu lze automaticky vygenerovat samostatně nebo dávkově 2D výkresy na základě 3D modelů formy. Funkce Správa výkresu poskytuje nástroj k zobrazení, vymazání, otevření nebo přejmenování automaticky generovaných 2D výkresů.
• Standardní a uživatelské základny forem: Poskytuje přístup ke knihovně široké řady standardních základen forem od více než 14 dodavatelů. Pomocí funkce Přizpůsobit základnu formy můžete přidávat, odstraňovat nebo přizpůsobovat komponenty a znovu sestavovat všechny komponenty sestavy základny formy. Bez znalosti programování můžete zahrnout své vlastní návrhy základny formy.
• Úplná asociativita: Aplikace Mold Design poskytuje úplnou asociativitu v celém procesu návrhu formy. Libovolně můžete měnit návrhy formy. Změny provedené do tvarovatelné součásti se automaticky doplní do tvárníku a dutiny. Jakékoliv změny v chladicích kanálech, deskách nebo standardních komponentách se automaticky projeví v základně formy.

Při tvorbě sestavy formy dojde k automatickému vytvoření následujících polohových reprezentací:

• Hlavní
• Vtokový kanál otevřen
• Licí kanál otevřen
• Produkt otevřen
• Vyhození
• Uzavření
• Volné přetažení

Pomocí polohových reprezentací můžete vyhodnotit funkci formy v různých pozicích, například Forma otevřena a Vyhození, zda nedochází ke kolizím nebo jiným porušením pravidel.

Simulation Moldflow

Autodesk Moldflow je určen pro simulaci celého procesu vstřikování plastů. Možnosti programu pokrývají všechny standardní postupy a technologie používané při vstřikování, jako je práce s inzerty, vícekomponentní vstřik, vstřikování s podporou plynu, vstřik do pootevřené dělicí roviny, atd. Příprava výpočtové sítě, výpočet i zobrazení výsledků probíhá v jednom rozhraní a tím je zaručena možnost model či výpočtový proces kdykoli upravit bez nutnosti používat externí program. Uživatel má díky tomu proces stále pod kontrolou a cesta k výsledkům je rychlá a přesná. MOLDFLOW navíc načítá geometrii přímo ze všech běžně používaných CAD systémů (bez nutnosti konverze např. přes STEP) a umožňuje exportovat výsledky do běžných MKP systémů pro případné další analýzy. Velkou výhodou je rovněž nejrozsáhlejší databáze materiálů a jejich vlastností. Uživatel si z rodiny Moldflow může vybrat – Adviser, který vede méně zkušené pracovníky prostřednictvím wizardu, a Insight pro zkušené profesionály.

Přínosy simulace:

• Posouzení designu plastových dílců, jejich vyrobitelnost.
• Zatékání taveniny do tvarové dutiny formy.
• Optimální návrh polohy a druhu vtoku.
• Minimalizace vzniku možných vad: kritická místa, studené spoje, uzavírání vzduchu, orientace skleněných vláken.
• Balancování vtokových soustav, technologické parametry.
• Smrštění a deformace výlisku.
• Teplotní pole ve formě, deformace jader.
• Optimalizace parametrů výrobního procesu.

Závěr

Autodesk nabízí špičkové a neustále se rozvíjející řešení pro návrh plastových dílů a forem. Vedle toho poskytuje špičková řešení pro vlastní výrobu forem (obrábění) – software InventorHSM – a pro správu všech výrobkových dat (VAULT). TD-IS je vedle podpory Autodesk produktů pro vývoj schopná pokrýt všechny zbývající procesy v lisovně či nástrojárně pomocí ERP systému EasyTechnology, který pokrývá rovněž potřeby CRM a MES.

Autor je CAx specialista ve společnosti TD-IS.