Литье пластмасс

Карта сайта

Системы инженерных расчетов (CAE) литья и специальных технологий литья термопластов

Autodesk Moldflow

Обновление: 2.10.2021

Скриншоты: ASIS

Разработчик и история создания

     Разработка компании Autodesk Inc.
     Веб-сайт: https://www.autodesk.com/
     Современные продукты Autodesk Moldflow происходят из двух CAE-систем: Moldflow и C-Mold.

Moldflow

     Компания Moldflow была основана в Австралии Колином Остином (Colin Austin) в 1978 г. В первых продуктах Moldflow можно было провести 2D-расчет одномерного течения. Первая коммерческая версия Moldflow для 2.5D-расчета по методу конечных элементов двухмерного течения (fast fill) была выпущена в 1982 г. В 1985 г. был выпущен модуль для конечно-разностного расчета нагрева-охлаждения литьевой формы, в 1990 - модуль для расчета усадки и коробления. Для расчета продольной и поперечной усадки был использован эмпирический метод "усадочных деформаций" (strain based approach) на основе результатов экспериментального определения технологической усадки специально-разработанных образцов разной толщины, полученных при изменении технологического режима литья под давлением.
     В 1997 г. компанией Moldflow был разработан метод Dual Domain, позволяющий выполнять 2.5D-расчеты двухмерного течения на поверхностной сетке. Первые продукты Moldflow для расчета трехмерного течения вышли в 1998 г.
     После поглощения компании AC Technology в 2000 г. многие из решений C-Mold были интегрированы в продукты Moldflow Plastics Insight (версия 3).
     В 2008 компания Moldflow была поглощена компанией Autodesk.

C-Mold

     C- Продукты C-Mold были разработаны американской компанией AC Technology, основанной Куо Кинг Вангом (Kuo King Wang) в 1986 г. Разработка продуктов проводилась сотрудниками Корнелльского университета в рамках проекта CIMP (Cornell Injection Molding Program), существовавшего с 1974 г. по 1994 г. Этот проект, возглавляемый К.К. Вангом, сыграл выдающуюся роль в создании технологии и методологии инженерных расчетах литья под давлением, и многие достижения в области CAE 1980-х и 1900-х были достигнуты благодаря результатам его работы. В частности участниками проекта CIMP Корнеллиусом Хайбером (Cornelius Hieber) и Шан-Фу Шеном (Shan-Fu Shen) в конце 1970-х был разработан метод 2.5D-расчета двухмерного течения на основе модели Хеле-Шоу (Hele-Shaw).
     Первая коммерческая версия C-Mold вышла в 1986 г. Она базировалась на 2.5D-расчете "многослойного" (multi-laminate) двухмерного течения расплава в оформляющей полости. В 1988 г. появились модули для расчета уплотнения и нагрева-охлаждения литьевой формы (в последнем применялся метод граничных элементов). В 1990-х продукты C-Mold включали 2.5D-расчеты для литья под давлением: заполнения, уплотнения, нагрева-охлаждения литьевой формы, метод расчета усадки и коробления на основе моделирования напряженного состояния отливки в форме (residual stress approach), а также расчет литья с газом. В продуктах C-Mold расчеты проводились для сетки, построенной по "срединной плоскости" (midplane).
     В 2000 г. AC Technology была поглощена компанией Moldflow.

Информация о продуктах Autodesk Moldflow

     В продуктах Autodesk Moldflow используется три метода расчетов литья термопластов под давлением и специальных технологий литья.
     В 3D-методе моделируется трехмерное течение расплава для сетки тетраэдрических элементов оформляющей полости, численный расчет течения выполняется по методу конечных элементов.
     В 2.5D-методе (Dual Domain) двухмерное течение расплава моделируется для поверхностной сетки треугольных элементов с использованием комбинированного метода конечных элементов - конечных разностей.
     В 2.5D-методе (Midplane) может моделироваться двухмерное течение расплава для сетки "срединной плоскости" с использованием комбинированного метода конечных элементов - конечных разностей.
     Продукты Autodesk Moldflow разделены на два ряда. Продукты Autodesk Moldflow Adviser (Moldflow Adviser Premium и Moldflow Adviser Ultimate) предполагают упрощенную работу с сеткой, а также упрощения при задании условий расчета и выводе результатов. Ряд Autodesk Moldflow Insight включает продукты: Moldflow Insight Standard, Moldflow Insight Premium и Moldflow Insight Ultimate.
     Для термопластичных материалов Autodesk Moldflow позволяет сделать расчеты заполнения, уплотнения, нагрева-охлаждения литьевой формы для одномерного и трехмерного течения, технологической усадки и коробления, разрушения и ориентации волокна, кристаллизации, деформации пуансонов и знаков, поведения литьевого изделия при эксплуатации (при кратковременном механическом нагружении, нагреве, а также расчет ползучести). Можно выполнить расчеты для специальных технологий литья: литья с арматурой, литья с газом, многокомпонентного литья (overmolding, сэндвич-литья, би-компонентного), инжекционно-компрессионного формования (в том числе многокомпонентного для технологии overmolding), литья с физическим и химическим вспениванием, литья на пленку, литья с вариотермическим термостатированием, литья порошковых композиций (фидстоков) в МИМ-технологии и производстве керамических изделий. Расчеты с оптимизацией позволяют применять метод планирования эксперимента. Для высокотемпературных литьевых форм и форм для вариотермического процесса можно сделать расчет индукционного нагревателя. Для изделий оптического назначения можно провести расчет двулучепреломления.
     Текущая версия: Autodesk Moldflow Adviser 2021, Autodesk Moldflow Insight 2021.

Учебные курсы по продуктам Autodesk Moldflow

Перечень курсов по продуктам Autodesk Moldflow по заявкам
- На территории и с лицензией заказчика

Публикации о примерах применения Autodesk Moldflow

     - Carraro P., Lucchetta G. Cooling rate influence in bonded magnet injection moulding // Int. J. Mater. Form. 2010. V. 3, Suppl, 1. - P. 555 – 558.
     - Choi J.-H., Choi S.-H., Park D., Park C.-H., Rhee B.-O., Choi D.-H. Design optimization of an injection mold for minimizing temperature deviation // Int. J. Automot. Tech. 2012. V. 13, № 2. - P. 273 – 277.
     - Dairanieh I.S., Haufe A., Wolf H.J., Mennig G. Computer simulation of weld lines in injection molded poly(methyl methacrylate) // Polym. Eng. Sci. 1996. V. 36, № 15. - P. 2050 - 2057.
     - Demirci U., Altan M. Warpage analysis of injection molded thin-walled chassis part by RSM and FEM // J. Adv. Manuf. Eng. 2020. V. 1, № 2. - P. 63 - 70.
     - Deng Y.-M., Zhang Y., Lam Y.C. A hybrid of mode-pursuing sampling method and genetic algorithm for minimization of injection molding warpage // Mater. Des. 2010. V. 31. - P. 2118 - 2123.
     - Fan Z., Lin B., Costa F., Jin X., Zheng R., Kennedy P.K. Three-dimensional warpage simulation for injection molding // 62nd SPE ANTEC Techn. Papers. 2004. - P. 491 - 495.
     - Finkeldey F., Volke J., Zarges J.-C., Heim H.-P., Wiederkehr P. Learning quality characteristics for plastic injection molding processes using a combination of simulated and measured data // J. Manuf. Process. 2020. V. 60 - P. 134 - 143.
     - Guo W., Hua L., Mao H., Meng Z. Prediction of warpage in plastic injection molding based on design of experiments // J. Mech. Sci. Tech. 2012. V. 26, № 4. - P. 1133 – 1139.
     - Han R. Warpage prediction of latch housing // 60 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2002. - P. 536 - 540.
     - Heidari B.S., Oliaei E., Shayesteh H., Davachi S.M., Hejazi I., Seyfi J., Bahrami M., Rashedi H. Simulation of mechanical behavior and optimization of simulated injection molding process for PLA based antibacterial composite and nanocomposite bone screws using central composite design // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2017. V. 65. - P. 160 - 176.
     - Huang C. Investigation of injection molding process for high precision polymer lens manufacturing. PhD Dissertation. The Ohio State University, 2008. - 153 p.
     - Huang C.-Y., Chen W.-L., Cheng C.-M., Pan C.-Y. Product quality prognosis in plastic injection moulding // Prod. Eng. Res. Devel. 2011. V. 5. - P. 59 - 71.
     - Jong W.-R., Kuo T.-H., Pen S.-H., Chiu H.H. Simulation analysis on SMD LED // 64 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2006. - P. 1138 - 1142.
     - Kate K.H., Onbattuvelli V.P., Enneti R.K., Lee S.W., Park S.-J., Atre S.V. Measurements of powder–polymer mixture properties and their use in powder injection molding simulations for aluminum titride // JOM. 2012. V. 64, № 9. - P. 1048 - 1058.
     - Kate K.H., Enneti R.K., McCabe T., Atre S.V. Simulations and injection molding experiments for aluminum nitride feedstock // Ceram. Int. 2016. V. A 42, № 1. - P. 194 - 203.
     - Kate K.H., Enneti R.K., Atre S.V. Influence of feedstock properties on the injection molding of aluminum nitride // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2017. V. 90. - P. 2813 - 2826.
     - Kovacs J. G., Siklo B. Investigation of cooling effect at corners in injection molding // Int. Comm. Heat Mass Tran. 2011. V. 38, № 10. - P. 1330 - 1334.
     - Lee B.H. Injection molding simulation in dealing with part quality variance and correlation study // 64 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2006. - P. 1309 - 1313.
     - Leman Z., Coates P.D. Comparison of injection moulding simulation and in-process measurements // 55 th SPE ANTEC Tech. Papers. 1997. - P. 1037 - 1041.
     - Loaldi D., Regi F., Baru F., Calaon M., Quagliotti D., Zhang Y., Tosello G. Experimental validation of injection molding simulations of 3D microparts and microstructured components using virtual design of experiments and multi-scale modeling // Micromach, 2020. V.11. Paper 614. - P 1 - 17.
     - Ni S. Minimizing warpage of an injection molded part by systematic simulation analysis // 62nd SPE ANTEC Tech. Papers. 2004. V. 50. - P. 616 - 620.
     - Oroszlany A., Kovacs, J. G. Gate type influence on thermal characteristics of injection molded biodegradable interference screws for ACL reconstruction // Int. Comm. Heat Mass Tran. 2010. V. 37, № 7. - P. 766 – 769.
     - Patcharaphun S., Mennig G. Simulation and experimental investigations of material distribution in the sandwich injection molding process // Polym. Plast. Tech. Eng. 2006. V. 45. - P. 759-768.
     - Reddy B.S., Kumar J.S., Reddy V.K., Padmanabhan G. Application of soft computing for the prediction of warpage of plastic injection molded parts // J. Eng. Sci. Tech. Rev. 2009. V. 2, № 1. - P. 56 - 62.
     - Reifschneider L.G. Reliability of mold filling simulation for part design // J. Inj. Mold. Tech. 2001. V. 5, № 1. - P. 38 - 48.
     - Sedighi M. Optimisation of gate location based on weld line in plastic injection moulding using computer-aided engineering, artificial neural network, and genetic algorithm // Int. J. Automot. Mech. Eng. 2017. V. 14, № 3. - P. 4419 - 4431.
     - Shi H., Gao Y., Wang X. Optimization of injection molding process parameters using integrated artificial neural network model and expected improvement function method // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2010. V. 48. - P. 955 - 962.
     - Spina R. Injection moulding of automotive components: comparison between hot runner systems for a case study // J. Mater. Process. Tech. 2004. V. 155 - 156. P. 1497 - 1504.
     - Spina R. Optimisation of injection moulded parts by using ANN-PSO approach // J. Ach. Mater. Manuf. Eng. 2006. V. 15, № 1 - 2. - P. 146 - 152.
     - Thomas A.R., Speight R.G., Annareddy M. Using injection moulding simulation to develop environmentally friendly products // Plastics Rubber Compos. 2008. V. 37. - P. 184 - 189.
     - Wilczynski K., Narowski P. Simulation studies on the effect of material characteristics and runners layout geometry on the filling imbalance in geometrically balanced injection molds // Polymers. 2019. V. 11. Paper 639. - P. 1- 20.
     - Wu H., Wang Y., Fang M. Study on injection molding process simulation and process parameter optimization of automobile instrument light guiding support // Adv. Mater. Sci. Eng. 2021. Paper 9938094. - P. 1- 13.
     - Xin Q., Jue Z. Visual computer-based simulation of the penetration length of the core melt in sandwich injection // 63 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2005. - P. 688 - 692.
     - Барвинский И., Барвинская И.Е. Проблемы литья под давлением изделий из полимерных материалов: уплотнение // Полимерные материалы. 2014. № 3. - С. 3 - 13.
     - Барвинский И., Барвинская И.Е. Основы компьютерного анализа литья термопластов: балансировка литниковой системы // CADmaster. 2014. № 2.
     - Барвинский И. Основы компьютерного анализа литья термопластов: выбор метода моделирования // CADmaster. 2013. № 5. - С. 60 - 64.
     - Барвинский И., Барвинская И. Анализ причин брака при литье термопластов под давлением. Практ. семинар «Литье термопластов под давлением: экономическая эффективность и качество». Москва. 24 октября 2012. Препринт.
     - Барвинский И.А., Барвинская И.Е. Особенности литья крупногабаритных корпусных деталей с тонкостенными решетками // Пластические массы. 2003. № 2. - С. 3 - 4.
     - Барвинский И.А., Барвинская И.Е. Влияние места впуска на коробление литьевого изделия из материала, наполненного стекловолокном // Пластические массы. 2001. № 6. - С. 57 - 58.
     - Еникеев А.В., Казанков Ю.В., Миронов В.А. Моделирование формирования линии спая при литье пластмасс под давлением // Пластические массы. 1997. № 7. - С. 33 - 38.

Другие публикации об Autodesk Moldflow, Moldflow, C-Mold

     - Austin C. Computer-aided part and mould design // Developments in injection moulding / Ed. by. A. Whelan. - London, N.Y.: Springer, 1985. V. 3. - P. 111 - 160.
     - Austin C. Computer aided engineering in injection molding // Applications of computer aided engineering in injection molding / Ed. by L.T. Manzione. – Munich: Hanser, 1987. - P. 138-172.
     - Austin C. Modflow design principles. - Melbourne: Moldflow Pty. Ltd., 1991. - 54 p.
     - Austin C. Warpage design principles. Making accurate plastic parts. - Melbourne: Moldflow Pty. Ltd., 1991. - 38 p.
     - Beaumont J.P. Use of flow analysis for predicting flash and clamp tonnage // 47th SPE ANTEC Tech. Papers. 1989. - P. 813 - 816.
     - C-Mold design guide: A resource for plastics engineers. –Ithaca: Advanced CAE Technology Inc., 1998. - 336 p.
     - Chang R.Y., Tsaur B.D. Experimental and theoretical studies of shrinkage, warpage, and sink marks of crystalline polymer injection molded parts // Polymer Eng. Sci. 1995. V. 35. - P. 1222 - 1230.
     - Chiang H.H., Hieber N., Wang K.K. A unified simulation of the filling and postfilling stages in injection molding. Part I: Formulation // Polym. Eng. Sci. 1991. V. 31, № 2. - P. 116 - 124.
     - Chiang H.H., Hieber N., Wang K.K. A unified simulation of the filling and postfilling stages in injection molding. Part II: Experimental Verification // Polym. Eng. Sci. 1991. V. 31, № 2. - P. 125 - 139.
     - Fischer J. Handbook of molded part shrinkage and warpage. Plastics Design Library, 2003. - 252 p.
     - Han S., Kennedy P., Zheng R., Xu J., Kishbaugh L. Numerical analysis of microcellular injection molding // J. Cell. Plast. 2003. V. 39. - P. 475 - 485.
     - Hieber C.A., Shen S.F. A finite-element / finite-difference simulation of the injection-molding filling process // J. Non-Newton. Fluid Mech. 1980. V. 7. - P. 1 -3 2.
     - Kennedy P., Zheng R. High accuracy shrinkage and warpage prediction for injection molding // 60 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2002. - P. 593 - 599.
     - Kennedy P.K., Zheng R. Shrinkage of injection molded material // Precision injection molding: Process, materials and applications / Ed. by J. Greener, R. Wimberger-Friedl. Hanser, 2006. - P. 105 - 135.
   - Kennedy P.K. Practical and scientific aspects of injection molding simulation. Thesis. - Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2008. - 143 p.
     - Kennedy P., Zheng R. Flow analysis of injection molds. 2nd edition. Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2013. - 378 p.
     - Moldflow design guide: A resource for plastics engineers / Ed. by. J. Shoemaker. Hanser, 2006. - 326 p.
     - Stricker M., Steinbichler G. Determination of heat transfer coefficients at the polymer-mold-interface for injection molding simulation by means of calorimetry // AIP Conf. Proc. 2014. V. 1593, - P. 137 - 141.
     - Wang, K.K., Wang V.W. Computer-aided mold design and manufacturing // Injection and compression molding fundamentals / Ed. by. A.I. Isayev. - N.Y.: Marcel Dekker, 1987. - P. 607 - 669.
     - Wang K.K. History of Cornell Injection Molding Program (CIMP). - Ithaca: Cornell University, 2012. - 60 p.
     - Wang V.W., Hieber C.A., Wang K.K. Dynamic simulation and graphics for the injection molding of three-dimensional thin parts // J. Polym. Eng. 1986. V. 7: № 1. - P. 21 - 45.
     - Барвинский И.А. Прогнозирование усадки при литье под давлением деталей из термопластов // III Международный семинар «Современные технологии литья пластмасс. Локализация производства автокомпонентов и проблемы контроля качества». Санкт-Петербург. 15-16 сентября. 2011. - С. 1 - 28.
     - Патент США 6096088. Yu H.G., Thomas R. Method for modeling three dimension objects and simulation of fluid flow. Moldflow Pty. Ltd. 2000.


			Copyright (C) Барвинский И.А., Барвинская И.Е., 2000-2021 Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов