Сайт И.А. Барвинского
 

    Перейти в раздел:    
Все публикации

Предыдущая страница:
Локализация Moldex3D

Следующая страница:
Moldex3D (версия 12)

  

Moldex3D (версия 13): Краткое описание версии

Барвинский И.А. (ЗАО «СиСофт», Москва), Богданов Р.Р. («Би Питрон», Санкт-Петербург), Пирогов А.В (Университет ИТМО, Санкт-Петербург)   

Опубликовано: 22.09.2014.

      
     

   Moldex3D (версия 13.0) компании CoreTech System (Тайвань) применяется для инженерных расчетов литья под давлением, а также других методов переработки полимерных материалов (термопластов, реактопластов и резин). Эти продукты позволяют решать широкий комплекс практических задач, включая проверку на технологичность конструкции изделий, расчет литьевых форм, прогнозирование дефектов, поведение изделий при эксплуатации, выбор оптимальных конструкторско-технологических решений при проектировании новых изделий и литьевых форм, а также анализ причин брака при производстве.
     Moldex3D может поставляться для различных технологий работы с сетками, реализованных в Moldex3D eDesign, Moldex3D Professional и Moldex3D Advanced. 
     Продукты
Moldex3D состоят из отдельных модулей, позволяющих скомпоновать оптимальное предложение для решения задач конкретного пользователя.
  

Moldex3D eDesign

     Moldex3D eDesign предназначен для инженерных расчетов литья под давлением термопластов с использованием 3D-метода, а также процессов течения и отверждения реактопластов и резин.
     Для термопластичных материалов Moldex3D eDesign позволяет провести проверку конструкции литьевого изделия на технологичность с учетом особенностей марки материала и характеристик литьевой машины, выбрать места впуска, определить время цикла, спрогнозировать дефекты литьевых изделий, выявить их причины и найти конструкторско-технологические решения, позволяющие устранить проблемы, оптимизировать литниковую систему и технологические параметры процесса литья под давлением. 
      

Designer

     Модуль Designer предоставляет возможности импорта модели литьевого изделия в форматах STEP, STL и IGES, создания 3D-сетки, задания мест впуска, быстрого построения моделей холодноканальной, горячеканальной или комбинированной литниковой системы и системы охлаждения литьевой формы на основе 3D-твердотельных примитивов.
     Модуль включает автоматическое построение типовых конструкций впускных литниковых каналов с 3D-течением: центрального, точечного, торцевого, веерного, накладного, вариантов туннельного и «бананообразного» туннельного, а также вариантов туннельного канала с впуском «в ножку» и пр. Модель горячеканальной литниковой системы может включать запирающиеся сопла (рис. 1), в том числе для технологии литья с «последовательным впуском» («каскадного литья»).
     Пять вариантов построения сетки позволяют оптимизировать 3D-сетку для решения конкретной задачи.

      
      
Рис. 1. Модель изделия и горячеканальной литниковой системы с запирающимися соплами   
     
      

Flow

     3D-расчет стадии заполнения формы расплавом термопластичного материала выполняется при постоянной скорости впрыска или с использованием профиля скорости впрыска для различных условий переключения на режим управления давлением.
     Задание условий моделирования максимально приближено к заданию параметров литья в системах управления литьевых машин (рис. 2).
     Течение расплава в литниковой системе и оформляющей полости моделируется как 3D-течение.
     Имеется возможность моделирования кристаллизации полимера, включая ориентационную кристаллизацию.
     Графические результаты расчетов предоставляют подробную информацию о процессе заполнения литьевой формы, в том числе распределение температуры и давления расплава, напряжения и скорости сдвига, линейную скорость течения, толщину застывшего пристенного слоя, время охлаждения, вязкость, плотность, а также поверхности контакта потоков при образовании спаев и расположение линий спая на поверхности изделия (рис. 3), зависимости давления, температуры, распорного усилия от времени и пр.
     Модуль Flow позволяет спрогнозировать недолив и другие дефекты литьевых изделий, обусловленные проблемами заполнения формы.
     При моделировании процесса с учетом вытеснения воздуха потоком расплава рассчитывается остаточное давление воздуха при его запирании в оформляющей полости и температура полимерного материала, что позволят оценить опасность эффекта дизеля (подгорания материала при быстром повышении давления воздуха в полости) и других проблем, вызванных неадекватной вентиляцией формы.
     Моделирование горячеканальных литниковых систем с запирающимися соплами можно применять для различных вариантов «каскадного литья» («последовательного впуска»), когда горячеканальные сопла открываются и закрываются в определенной последовательности.
     Для реактопластов и резин можно выполнить моделирование течения и отверждения материала в различных технологиях формования (литья под давлением, литьевого прессования и т.д.), причем моделирование может проводиться с учетом скольжения расплава относительно стенки.

     
      
Рис. 2. Реалистичное задание технологического режима литья для литьевой машины ряда Nissei NC9300T
     
      

Рис. 3. Прогнозирование поверхностей контакта потоков при образовании спаев и расположения линий спая на поверхности изделия

      
      

Pack

     3D-расчет уплотнения и охлаждения отливки в форме (моделирование выдержки под давлением и выдержки на охлаждение) выполняется с учетом профиля давления выдержки и заданного времени выдержки на охлаждение. Прогнозирование объемной усадки позволяет выявить и устранить проблемы, связанные с недоуплотнением (утяжины, внутренние усадочные полости и др.), переуплотнением (залипание отливки в форме и пр.) и неравномерным уплотнением (коробление, дефекты текстуры, неравномерный блеск и др.).  

     Модуль Pack также дает возможность смоделировать процесс уплотнения в системах горячеканальных литниковых систем с запирающимися соплами  (рис. 4) в технологии «каскадного литья» («последовательного впуска») с дополнительным открытием сопел на стадии выдержки под давлением.

      
      

Warp

     3D-расчет усадки и коробления позволяет спрогнозировать напряженное состояние отливки в форме с учетом ее деформаций в форме и процесса релаксации напряжений в полимерном материале при нахождении отливки в форме, рассчитать технологическую усадку и коробление литьевого изделия после его извлечения из формы, а также термические и ориентационные остаточные напряжения в готовой отливке.
     Определение причины коробления производится на основе информации о короблении, вызванной неравномерностью охлаждения отливки и неравномерности усадки, вызванной неравномерностью уплотнения и пр.
     В модуле Warp можно определить параметры корректировки размеров литьевой полости в направлении координатных осей для устранения размерного брака.

   
Cool

     В стационарном 3D-расчете охлаждения литьевой формы моделируется процесс теплопереноса между отливкой и формой с учетом конструкции системы охлаждения, материалов формы, свойств хладагента, метода управления температурой формы и других факторов, влияющих на процесс отвода тепла от отливки.

     Модель формы может включать нагревательные элементы с различными методами управления их температурой.

Расчет охлаждения литьевой формы позволяет учесть влияние неравномерности охлаждения на процесс литья, оптимизировать конструкцию охлаждающих каналов и технологический режим охлаждения формы (расход и температуру хладагента и пр.) для обеспечения эффективного и равномерного охлаждения отливки и сокращения литьевого цикла, определить требования к термостату формы.

     
Multi-Component Molding

     Модуль Multi-Component Molding предназначен для 3D-моделирования литья под давлением с металлическими, полимерными и другими закладными элементами, а также двухкомпонентного или двухцветного литья под давлением, когда впуск компонентов в полость производится последовательно в одном цикле литья.
     Кроме того, в этом модуле можно выполнить расчет деформаций знаков и пуансонов под действием неравномерного распределения давления расплава в литьевой полости (в том числе с учетом влияния этих деформаций на растекание расплава в оформляющей полости).

   
Fiber

     Модуль Fiber позволяет смоделировать разрушение жесткого волокнистого наполнителя (стеклянного, углеродного и пр.) в материальном цилиндре на стадии пластикации (расчет выполняется для заданных геометрических параметров шнека и скорости вращения шнека) и в литьевой форме на стадии заполнения - под действием 3D-течения расплава.
     В этом модуле также моделируется ориентация короткого и длинного волокнистого наполнителя в оформляющей полости на стадиях заполнения и уплотнения, ориентация частиц наполнителя в виде пластинок (слюды, чешуек алюминия и пр.).
     Неравномерная концентрация наполнителя в отливке рассчитывается с учетом явления миграции частиц наполнителя в процессе 3D-течения расплава.
     Модуль Fiber позволяет рассчитать анизотропные механические (продольный и перечный модули упругости и пр.) и теплофизические свойства композита.

      
     
Рис. 4. Результаты расчета длины частиц стекловолокна без учета (слева) и с учетом (справа) разрушения волокна на стадии пластикации
     
      

Expert

     Модуль Expert для Moldex3D eDesign включает 3D-расчет с оптимизацией мест впуска, технологического процесса (профиля скорости впрыска, профиля давления выдержки и пр.), а также с использованием различных вариантов метода планирования эксперимента (DOE).
     В качестве характеристик качества при оптимизации с помощью метода планирования эксперимента можно применять различные виды результатов расчета, в том числе усадку между двумя узлами модели (при наличии лицензии на модуль Warp).

   
Stress

     В модуле Stress можно смоделировать технологический процесс термообработки литьевых изделий, которая проводится с целью снижения остаточных напряжений и повышения стабильности размеров. Расчет выполняется для одного или нескольких циклов термообработки.
     3D-расчет поведения литьевого изделия при эксплуатации может проводиться для условий кратковременного нагружения без учета или с учетом остаточных напряжений.
     Модуль также позволяет выполнить 3D-расчет напряженно-деформированного состояния формообразующих деталей под действием давления и температуры расплава. Результаты расчета могут использоваться для проведения последующих расчетов заполнения, уплотнения, коробления и др. с учетом деформаций литьевой формы.
     Для реактопластов можно провести моделирование отверждения реактопластов после извлечения из формы.
  

Transient Cool

     Нестационарный 3D-расчет охлаждения литьевой формы дает возможность учесть изменения температуры формы в литьевом цикле. Данный модуль предназначен также для 3D-моделирования литья под давлением с вариотермическим термостатированием литьевой формы (при различных способах нагрева), когда разогрев и охлаждение формы производится в каждом цикле литья.

    
Cooling Channel Designer

     Модуль Cooling Channel Designer предназначен для автоматического построения конформных каналов охлаждения, находящихся на заданном расстоянии от поверхности, для деталей сложной геометрии (рис. 5).

      
      
Рис. 5. Модель конформных охлаждающих каналов
 
      

Advanced Hot Runner

   

     3D-расчет тепловых процессов в горячеканальных соплах и распределителях (рис. 6) дает возможность оптимизировать их конструкцию, предотвратить появление дефектов литьевых изделий, связанных с неравномерностью температуры и перегревом полимерного материала в горячеканальной литниковой системе.  
     
      
Рис. 6. Результат расчета температуры в горячеканальной литниковой системе
      
      

3D Coolant CFD

     Расчет 3D-течения хладагента в охлаждающих каналах позволяет смоделировать процессы теплопереноса для систем охлаждения литьевых форм с каналами сложной геометрии («конформного» охлаждения и пр.).


Viscoelasticity

     В модуле Viscoelasticity вязкоупругое поведение полимерного материала моделируется с использованием различных нелинейных моделей.

   
Powder Injection Molding  (PIM)

     3D-расчет литья под давлением высоконаполненных композиций на основе металлических и керамических порошков с органическим или полимерным связующим используется для технологий Metal Injection Molding и Ceramic Injection Molding. Учет миграции частиц наполнителя при течении расплава позволяет спрогнозировать неравномерность распределения наполнителя в отливке.
     Моделирование может проводиться с учетом скольжения расплава относительно стенки.

   
MuCell

     Расчет литья с микровспениванием применяется для оптимизации конструкции литьевого изделия и литниковой системы формы в технологии MuCell компании Trexel.
     Модуль MuCell включает моделирование стадий заполнения, уплотнения и охлаждения в форме.
     Расчет может проводиться для разных вариантов технологии, в том числе с увеличением объема полости после ее заполнения (core-back) с помощью подвижного знака или пуансона.

    
Moldex3D Professional

     Инженерные расчеты литья под давлением термопластов и процессов формования реактопластов и резин с расширенным функционалом и возможностью использования 3D- и 2.5D-сеток (по «средней линии»).
     Кроме указанных выше основных и дополнительных модулей для Moldex3D Professional могут поставляться указанные ниже модули.

   
Mesh

     Для создания 2.5D-сеток (треугольной и четырехугольной) используется модуль Mesh. Построение сетки осуществляется с помощью Rhinoceros (соответствующая лицензия поставляется в составе лицензии на Moldex3D Professional). С помощью Rhinoceros можно также создать модели литниковых каналов и каналов охлаждения.

     
Gas-Assisted Injection

     Расчет литья с газом включает моделирование растекания полимерного расплава на стадии заполнения, движения газа в расплаве, вытеснения газом расплава в незаполненные части оформляющей полости или в прибыль (соответственно в технологии с неполным впрыском или с прибылью), уплотнения газом полимерного материала.
     Модель оформляющей полости может содержать запирающуюся прибыль.
     Модуль позволяет выбрать места подачи расплава полимерного материала и газа, оптимизировать конструкцию изделия и газовых каналов, спрогнозировать и устранить дефекты изделия, а также оптимизировать технологические параметры процесса с учетом особенностей применяемого оборудования.


Expert

     Модуль Expert для Moldex3D Professional включает дополнительно возможность автоматической балансировки литниковых каналов для 2.5D-метода по «средней линии».

   
Moldex3D Advanced

     Инженерные расчеты литья под давлением и других процессов переработки полимерных материалов (термопластов, реактопластов и резин) с расширенным функционалом и возможностью использования 3D- (в том числе комбинированных BLM-сеток) и 2.5D-сеток.
     В добавление к описанным выше модулям для Moldex3D Advanced могут поставляться приведенные ниже модули.

    
Designer

     Модуль Designer включает возможности подготовки комбинированных BLM-сеток для расчетов в Moldex3D Advanced.

   
Mesh

     Для создания 3D-сеток из тетраэдральных, призматических, гексаэдральных, пирамидальных и других элементов может применяться модуль Mesh. Построение сетки осуществляется с помощью Rhinoceros (соответствующая лицензия поставляется в составе лицензии на Moldex3D Advanced). С помощью Rhinoceros можно также создать модели литниковых каналов и каналов охлаждения.

   
Optics

     В модуле Optics можно спрогнозировать оптические характеристики литьевых изделий, включая показатель преломления, двойное лучепреломление и интерференционную картину. Существует возможность экспорта данных в CODEV.
     Для модуля Optics требуется модуль Viscoelasticity.

   
Co-Injection

     Модуль предназначен для 3D-моделирования двухкомпонентного или двухцветного сэндвич-литья.

 
Bi-Injection

     3D-расчет двухкомпонентного или двухцветного литья  при одновременной подаче компонентов в одном цикле литья в оформляющую полость через различные места впуска.

    
Water-Assisted Injection

     При расчете литья с водой моделируется течение расплава полимерного материала на стадии заполнения, движение воды в полимерном расплаве, уплотнение полимерного расплава давлением воды.
     Модель оформляющей полости может содержать запирающуюся прибыль.
     Модуль Water-Assisted Injection позволяет выбрать места впуска полимерного расплава и воды, оптимизировать конструкцию изделия и технологический режим его изготовления, спрогнозировать и предотвратить появление дефектов.

 
Injection Compression

     Расчет инжекционно-компрессионного формования (литья с подпрессовкой) с возможностью подпрессовки на стадиях заполнения, уплотнения и охлаждения в форме.

         
Compression Molding

     Моделирование прессования для термопластов и реактопластов.

  
Технологии моделирования

     В Moldex3D eDesign применяется новаторская технология 3D-моделирования с использованием метода конечных объемов. В Moldex3D Professional также можно использовать технологию 2.5D-расчета по «средней линии» (Midplane). В дополнение к этому Moldex3D Advanced также включает расширенные возможности 3D-моделирования, в том числе для комбинированных BLM-сеток, позволяющих адекватно смоделировать течение расплава в канале при уменьшении числа элементов сетки, что значительно уменьшает продолжительность расчета при повышении точности моделирования.

   
Базы данных   

     База данных по полимерным материалам, содержащая более 7000 марок материалов, поставляется в составе продуктов Moldex3D eDesign, Moldex3D  Professional и  Moldex3D Advanced.
     Эти продукты включают также базы данных по литьевым машинам, хладагентам и материалам литьевых форм.
     Пользователь может создавать и редактировать свои базы данных.

   
Параллельные расчеты

     Технология параллельных вычислений позволяет значительно уменьшить время, необходимое для расчета.  


Интеграция и обмен данными с системами
CAD и системами инженерных расчетов

eDesignSYNC

     Модуль eDesignSYNC включает полностью интегрированные пре-/постпроцессоры для CAD-систем NX, SOLIDWORKS и Creo.
     С помощью этого модуля можно подготовить и запустить расчеты, а также просмотреть результаты непосредственно из системы CAD.

     
Импорт моделей

     Moldex3D eDesign включает возможности импорта моделей изделия в форматах STEP, STL и IGES. В Moldex3D Advanced могут быть добавлены модули для импорта моделей в форматах Parasolid, CATIAV5, NX, Rhino, Creo, ANSYS, JT.
     Дополнительный модуль CADdoctor предназначен для устранения ошибок в CAD-моделях при импорте.

    
FEA Interface

     Модуль FEA Interface обеспечивает экспорт результатов расчета в системы ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, MSC Marc, MSC Nastran, NX Nastran, NE Nastran, Radioss.

  
Micromechanics Interface*

     Этот модуль позволяет экспортировать результаты расчета для композитов в модуле Fiber, а также характеристик пористой структуры, рассчитанных в модуле MuCell, в продукты Digimat компании e-Xstream Engineering и Converse компании PART Engineering.

      Примечание: * в предыдущей версии модуль имел название Digimat Interface.
    

Структура предложения для Moldex3D (версия 13)

      
      

Примечания:
 «+» - функциональные возможности основных модулей для термопластов
 
«о» - доступные дополнительные модели для термопластов
 «*» - модули, поддерживающие моделирование для реактопластов

     
     

Основные изменения по сравнение с предыдущей версией

     - Улучшено построение 3D-сеток на моделях литниковых каналов и каналах охлаждения, импортированных из CAD-систем
     - Новые средства автоматического устранения дефектов 3D-сеток (восстановление недостающих частей сетки, устранение скруглений, «сшивание» сетки на контактирующих поверхностях и пр.)
     - Повышена скорость построения 3D-сеток
     - Расширены возможности модуля Designer по подготовке комбинированных BLM-сеток для расчетов различных видов
     - Добавлена возможность использования прибыли в модели отливки для всех технологических процессов
     - Новый модуль Cooling Channel Designer для автоматического построения конформных каналов охлаждения, находящихся на заданном расстоянии от поверхности, для деталей сложной геометрии
     - Добавлены новые виды результатов в модуле Flow: поверхности контакта потоков при образовании спаев и пр.
     - В модулях Flow и Pack расширены возможности моделирования горячеканальных литниковых систем с запирающимися впусками: теперь можно моделировать различные варианты «каскадного литья» («последовательного впуска»), когда сопла открываются и закрываются в определенной последовательности на стадиях заполнения и уплотнения
     - В модуле Cool добавлен расчет предварительного нагрева литьевой формы при «плавном пуске» процесса
     - Расширены возможности задания режима управления температурой нагревателей в модуле Cool
     - Новые алгоритмы расчета с оптимизацией мест впуска в модуле Expert: с учетом отношения длины затекания к толщине (L/T), с возможностью предварительного добавления мест впуска пользователем, с указанием участков, запрещенных для мест впуска
     - При оптимизации с использованием планирования эксперимента (DOE) в модуле Expert добавлена возможность применения усадки между двумя узлами модели в качестве характеристики качества (можно использовать несколько значений усадки)
     - Новые возможности в модуле 3D Coolant CFD: задание нескольких мест входа и выхода хладагента, новые виды результатов
     - В модуле Advanced Hot Runner добавлена возможность получения распределения температуры в  отдельных металлических компонентах горячеканальной литниковой системы
     - В модуле Fiber добавлен новый вид расчета: моделирование разрушения волокнистого наполнителя на стадии пластикации в материальном цилиндре
     - Добавлена возможность моделирования нескольких циклов термообработки в модуле Stress
     - Добавлено моделирование отверждения реактопластов после извлечения из формы в модуле Stress
     - Расширены возможности моделирования литья с микровспениванием в модуле MuCell: добавлены расчет уплотнения и разновидность этой технологии с увеличением объема полости после ее заполнения (Core-Back)
     - Новый модуль Micromechanics Interface для экспорта результатов расчета характеристик композита в продукты Digimat и Converse
    - Повышена скорость расчетов, и улучшена система управления расчетами
    - Добавлена возможность вывода информации о ходе расчетов на устройства мобильной связи (мобильные телефоны и пр.).
    - Расширена база данных по литьевым машинам
    - Обновлена база данных по материалам
    - Другие улучшения

   
Требования к компьютеру

Операционные системы Windows 86 разрядные:
Windows 8.1, Windows 8, Windows 7
(
Professional, Enterprise, Ultimate)

Операционные системы Windows 64 разрядные:
Windows 8.1, Windows 8, Windows 7, Windows Server 2012, Windows Server 2008, Windows HPC Server 2008
(Professional, Enterprise, Ultimate)

Операционные системы Linux (86 и 64 разрядные):
CentOS 6, Linux CentOS 5, RHEL 6, RHEL 5, SUSE Linux Enterprise Server 11 SP2
Примечание: Пре- и построцессоры не поддерживают платформы Linux.

Аппаратное обеспечение:

Минимальное:
Процессор -
Intel® Core i7; оперативная память - 8 Гб; жесткий диск - не менее 100 Гб свободного места

Рекомендуемое:
Процессор -
Intel® Xeon® E5; оперативная память - 32 Гб; жесткий диск - не менее 500 Гб свободного места

     
     
    
           
Rambler's Top100 Moldex3D - зарегистрированная торговая марка компании CoreTech System Co. Ltd. Copyright (C) Барвинский И.А., Богданов Р.Р., Пирогов А.В., 2014

Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов