Барвинский И.А.

Опубликовано: 2.02.2011.
 

     Основные программные модули Autodesk Moldflow Insight Basic, Autodesk Moldflow Insight Performance и Autodesk Moldflow Insight Advanced позволяют выполнить моделирование процессов литья полимерных материалов. Интерфейсный модуль Autodesk Moldflow Design Link используется для преобразования CAD-моделей в модели для анализа. Модуль Autodesk Moldflow CAD Doctor помогает устранить дефекты CAD-моделей. Модуль Autodesk Moldflow Communicator обеспечивает удобный доступ партнеров к результатам анализа.
 

Autodesk Moldflow Insight Basic 2011

     Модуль Autodesk Moldflow Insight Basic предназначен для анализа заполнения и уплотнения при литье термопластичных материалов под давлением, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.

Анализ заполнения полости расплавами термопластов

     Для выполнения анализа в Autodesk Moldflow Insight Basic необходимо задать места впуска, выбрать марку материала из базы данных, определить технологические параметры процесса (температуры расплава и пресс-формы и т.д.) и другие условия расчета.
     Моделирование стадии заполнения пресс-формы может быть проведено с применением нескольких алгоритмов, в том числе при разнице температур между матрицей и пуансоном, а также для различных материалов формообразующих (ФОД) деталей пресс-формы. 
     Анализ с автоматической оптимизацией скорости впрыска помогает выбрать наилучшие условия заполнения пресс-формы. Условия стадии впрыска, задаваемые для анализа, соответствуют возможностям современных литьевых машин, в частности, могут использоваться различные способы задания профиля скорости впрыска, условий переключения на режим управления давлением.
     Предусмотрены анализы с автоматическим выбором места впуска, построением "окна переработки", автоматической балансировкой литниковых каналов, оптимизацией с применением методики планирования эксперимента.
     Модели литниковых каналов могут быть построены автоматически или в «ручном» режиме. Расчет литниковых каналов может быть выполнен для необогреваемых (холодноканальных), обогреваемых (горячеканальных, в том числе запирающихся) и комбинированных (холодноканальных и горячеканальных) литниковых систем, горячеканальных систем с последовательным впуском («каскадное» литье) и, кроме того, для систем с «динамическим» управлением давлением расплава непосредственно в горячеканальном сопле (технология Dynamic Feed). 
     Графические результаты анализа содержат подробную информацию о процессе заполнения пресс-формы, включая распределения температуры и давления расплава, напряжений и скоростей сдвига, времени охлаждения, вязкости, плотности, а также расположение спаев и мест запирания воздуха, зависимости от времени распорного усилия, давления, температуры и др.

Анализ уплотнения

     Анализ уплотнения в Autodesk Moldflow Insight Basic включает моделирование стадий выдержки под давлением и выдержки на охлаждение при литье термопластов и может проводиться при постоянном давлении выдержки или с использованием ступенчатого профиля, а также профиля с линейным изменением давления выдержки. 
     В результате моделирования рассчитываются характеристики процесса уплотнения и охлаждения отливки, такие как объемная усадка, температура отливки и т.д.

Задачи, решаемые при моделировании литья термопластов

     Autodesk Moldflow Insight Basic используется для решения широкого круга практических задач при выборе конструкторских решений в процессе проектирования литьевого изделия или пресс-формы, проверке на технологичность разработанной конструкции или при анализе причин брака и поиске способа его устранения для готовой пресс-формы.
     Решаемые задачи включают оптимизацию конструкции (например, толщин) литьевого изделия, обеспечивающую наилучшие технологические условия процесса, выбор мест впуска, оптимизацию литниковой системы, расчет времени цикла, оптимизацию технологического режима впрыска, выбор и замену материала (по технологическим параметрам), выбор и замену термопластавтомата, оценку экономической эффективности конструктивно-технологических решений. В ходе анализа можно рассмотреть различные варианты конструкции изделия и литниковой системы пресс-формы, спрогнозировать многие виды дефектов изделий, такие как недолив, облой, некачественные спаи и др.

Анализ специальных технологий литья

     Некоторые специальные технологии литья могут быть смоделированы в Autodesk Moldflow Insight Basic. К таким технологиям относятся некоторые варианты двуцветного или двукомпонентного литья.
     Моделирование двуцветного или двукомпонентного литья может быть использовано, например, при двуслойном литье, когда второй компонент впрыскивается в пресс-форму с закладным элементом из 1-го компонента или при последовательном впрыске 1-го и 2-го компонентов в одном литьевом цикле.

Анализ течения и отверждения реактопластов и резин

     В анализе течения и отверждения реактопластов моделируется процессы литья под давлением, литьевого формования (RIM, SRIM, RIM-MBI) и трансферного формования.

   
Autodesk Moldflow Insight Performance 2011

    Модуль Autodesk Moldflow Insight Performance предназначен для анализа заполнения и уплотнения при литье термопластичных материалов под давлением, анализа охлаждения пресс-формы, анализа коробления, анализа линейной усадки, анализа ориентации волокнистого наполнителя, анализа с автоматической оптимизацией профилей скорости впрыска и давления выдержки, прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации, анализа деформаций знаков и пуансонов, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.
     Autodesk Moldflow Insight Performance включает Autodesk Moldflow Insight Basic и предоставляет рассмотренные ниже дополнительные возможности.

Дополнительные возможности для анализа заполнения и уплотнения

     Autodesk Moldflow Insight Performance позволяет выполнить анализ с автоматической оптимизацией профиля скорости впрыска и давления выдержки с учетом количества ступеней и других особенностей системы управления литьевой машины.

Анализ охлаждения пресс-формы

     В анализе охлаждения пресс-формы моделируется процесс теплопереноса между отливкой и формой с учетом конструкции системы охлаждения, материалов пресс-формы и других факторов, влияющих на процесс отвода тепла от отливки. 
     Для анализа охлаждения применяется модель пресс-формы с внешней границей, контурами охлаждения и линиями разъема. Модель охлаждающих контуров может включать соединенные шлангами охлаждающие каналы (в том числе каналы с фонтанирующей трубкой и перегородкой), изготовленные из различных материалов закладные элементы - вставки изделия (извлекаются вместе с отливкой) и формы (не извлекаются). При анализе может учитываться предварительный нагрев закладных элементов.
     Анализ охлаждения пресс-формы позволяет учесть влияние неравномерности охлаждения пресс-формы на процесс литья, оптимизировать конструкцию охлаждающих каналов и технологический режим охлаждения пресс-формы (расход и температуру хладагента) для обеспечения равномерного охлаждения отливки и сокращения литьевого цикла, определить требования к термостату пресс-формы.
     При анализе литья на подложку (полимерную пленку, ткань и др.) учитывается влияние теплофизических характеристик материала подложки и ее толщины на неравномерность отвода тепла от формуемого изделия.

Анализ коробления

     Анализ коробления включает анализ устойчивости, анализ линейных и нелинейных деформаций отливки, а также анализ причин коробления. Расчеты могут проводиться с использованием методов остаточных деформаций или остаточных напряжений.

Анализ линейной усадки

     В анализе линейной усадки рассчитываются значения технологической усадки и оценивается возможность использования средних значений усадки для изготовления ФОД с учетом допусков на размеры литьевого изделия. Пользователь имеет возможность определить распределение усадки по изделию, найти средние значения усадки в направлении осей координат и по всему изделию, а также усадку между узлами отливки.

Прогнозирование поведения литьевого изделия при эксплуатации

     Прогнозирование поведения литьевого изделия в условиях эксплуатации  проводится при статических кратковременных и долговременных (анализ ползучести) нагрузках для изотропного или анизотропного полимерного материала.      

Анализ ориентации волокнистого наполнителя

     Данный вид анализа применяется для полимерных материалов, содержащих короткое жесткое волокно (стекловолокно, углеродное волокно и др.). Анализ позволяет спрогнозировать ориентацию частиц наполнителя в полимерной матрице, а также определить механические характеристики полученного композита, такие как продольный и поперечный модули упругости и сдвига. Эти данные применяются для анализа коробления или прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации с учетом анизотропии материала, вызванной ориентацией наполнителя.

Анализ деформаций знаков и пуансонов    

     Данный вид анализа позволяет выполнить расчет деформаций знаков и пуансонов под действием неравномерного распределения давления в полости формы на стадиях заполнения и уплотнения.

Дополнительные возможности для анализа течения и отверждения реактопластов и резин

     Autodesk Moldflow Insight Performance включает анализ процессов герметизации интегральных микросхем.
  

Autodesk Moldflow Insight Advanced 2011

     Модуль Autodesk Moldflow Insight Advanced предназначен для анализа заполнения и уплотнения при литье термопластичных материалов под давлением, анализа охлаждения пресс-формы, анализа коробления, анализа линейной усадки, анализа ориентации волокнистого наполнителя, анализа с автоматической оптимизацией профилей скорости впрыска и давления выдержки, прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации, анализа деформаций знаков и пуансонов, анализа двулучепреломления, анализа сэндвич-литья, анализа компрессионного формования, анализа литья с газом, анализа литья с микровспениванием по технологии MuCell, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.
     Autodesk Moldflow Insight Advanced включает Autodesk Moldflow Insight Performance и предоставляет рассмотренные ниже дополнительные возможности.

Анализ двулучепреломления

     Расчет двулучепреломления для изделий оптического назначения выполняется с использованием оптического закона напряжений.

Анализ специальных технологий литья

     В анализе двукомпонентного сэндвич-литья моделируется течение расплава при последовательной подаче в литниковую систему и полость формы материалов, а также его уплотнение.
     Анализ компрессионного формования (литья с подпрессовкой) дает возможность смоделировать процесс заполнения формы и уплотнение расплава за счет подпрессовки.
     Анализ литья с газом используется для моделирования различных вариантов процесса литья с газом при подаче газа в расплав полимера (Gas-assisted injection molding). 
     Анализ литья со вспениванием позволяет смоделировать процесс по технологии микровспенивания MuCell (разработка компании Trexel).

  
Технологии анализа

     В продуктах Autodesk Moldflow Insight анализ может выполняться с использованием технологий трехмерного моделирования (3D), моделирования на сетке, построенной на оболочке объемной модели (Dual-Domain), а также по «средней линии» (Midplane).
 

Подготовка геометрической модели

     Интерфейс STL, встроенный в основные программные модули, обеспечивает чтение модели литьевой детали практически из любых систем автоматизированного проектирования. Основные модули включают также интерфейс для чтения модели из Autodesk Inventor. 
     Модель детали можно создать с помощью поверхностного моделировщика, который поставляется в составе основных модулей. Генератор сетки позволяет автоматически построить сетку заданного типа (3D, Dual-Domain, Midplane), в том числе получить сетку по «средней линии» из «твердотельной» модели. Имеются широкие возможности по выявлению дефектов и «лечению» сетки с использованием автоматических или «ручных» алгоритмов.  
     Модуль Autodesk Moldflow Design Link, поставляемый в трех вариантах, расширяет возможности стыковки с CAD-системами и обеспечивает чтение модели отливки в форматах Parasolid, CATYA V. 5, SolidWorks, STEP и IGES. 
     Модуль Autodesk Moldflow CAD Doctor помогает устранить дефекты CAD-моделей.

 
Базы данных

     Все основные программные модули включают стандартную базу данных Moldflow, содержащую более 8000 марок полимерных материалов, а также базу данных по литьевым машинам. В модули Autodesk Moldflow Insight Performance и Autodesk Moldflow Insight Advanced добавлены также базы данных по материалам пресс-форм и хладагентам. 
     Пользователь имеет возможность создавать и редактировать свои базы данных.
     База данных по отечественным термопластичным материалам (содержит более 250 марок) поставляется компанией CSoft.
 

Обмен данными с другими системами инженерного анализа

     Модули Autodesk Moldflow Insight Performance и Autodesk Moldflow Insight Advanced включают интерфейсы, обеспечивающие передачу результатов расчета для дальнейшего анализа в Autodesk Algor Simulation, ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA, NEi NASTRAN.

  
Требования к компьютеру

Для 32- или 64- разрядных вариантов Autodesk Moldflow Insight для Windows

- 32-битный вариант: Windows 7 Professional, Enterprise, Ultimate; Windows Vista Business, Enterprise, Ultimate (SP1); Windows XP Professional (SP3) 
- 64-битный вариант: операционная система Windows 7 Professional, Enterprise, Ultimate; Windows Vista Business, Enterprise, Ultimate (SP1); Windows XP Professional (SP2); Windows Server® 2003 (SP1); Windows Server 2008 (SP1) 
- Быстродействие процессора 2 ГГц или более
- Оперативная память 2 ГБ или более 
- Виртуальная память / файл подкачки 2 ГБ или более
- Свободное место на жестком диске: 750 МБ для инсталляции, 4 ГБ или более для работы 
- Графическая карта с поддержкой OpenGL, оперативная память 512 МБ или более
- Качество цветопередачи 24-бита или выше при разрешении экрана 1280 x 1024
- Браузер: Windows Internet Explorer 7 или выше 
- Ethernet card 
- Привод DVD-ROM
- Мышь, совместимая с Microsoft Mouse 
- Adobe Flash Player 9 
- Соединение с интернетом для загрузки через сеть

Для 64-разрядного варианта Autodesk Moldflow Insight для Linux

- Операционная система Red Hat® Enterprise Linux® 5 (64-bit) 
- Быстродействие процессора 1 ГГц или более
- Оперативная память 2 ГБ или более 
- Виртуальная память / файл подкачки 1 ГБ или более 
- Свободное место на жестком диске: 600 МБ для инсталляции, 4 ГБ или более для работы
- Ethernet card 
- Привод DVD-ROM

Перепечатка публикаций сайта допускается только с 
разрешения авторов