Посмотрите, как много предметов, частично или полностью сделанных из пластика, нас окружает. Легкость, разнообразие цветов и типов поверхности делают этот материал очень привлекательным для потребителя. Но производить пластиковые детали совсем не так просто, как может показаться.
Мало кто знает, что в процессе могут возникнуть проблемы, такие как недоливы, коробление, изменение цвета, спайки и множество других.
Чтобы избежать этих дефектов и получить на выходе безупречную деталь, существует программа Autodesk Moldflow. С её помощью литье пластиковых изделий можно смоделировать и только после этого запустить в производство вариант с подходящими параметрами!
Казалось бы, имея такую программу, можно со спокойствием философа кликать настройки и моделировать литье, приговаривая: «Всё течет, всё меняется…».
Но придется вас разочаровать – покой здесь только снится. За более чем 40 лет истории Moldflow обзавелся бесчисленным количеством инструментов для обуздания непослушного литья и получения качественных деталей с минимальными затратами. Но загвоздка тут во множестве параметров, за которыми необходимо следить одновременно. Помните советскую электронную игру, в которой волк ловит яйца?
Так вот при литье пластика вы, как этот бедняга волк, имеете дело со множеством входных данных и настроек, ни одну из которых нельзя упустить. Требуется проверить влияние каждого из параметров, поскольку оно далеко не очевидно. Добавим к этому время, которое необходимо на каждый расчет, и останется только позавидовать волку, которому нужно следить только за четырьмя насестами.
Но, к счастью, в Autodesk Moldflow имеется мощный инструмент, который значительно упрощает работу со множеством параметров и позволяет оптимально спланировать моделирование. Давайте сразу перейдем к этому крутому функционалу, так как про него не часто говорят. Более доступные для освоения возможности Moldflow мы разберем в других статьях, а сейчас поближе познакомимся с модулем «Моделирование экспериментов» (Design of Experiments).
«Моделирование экспериментов» (DOE) – это статистический инструмент, который позволяет увидеть, как изменение параметров влияет на интересующую нас характеристику, например, на качество детали. Звучит довольно заумно, к тому же тут еще навешивается статистика. Но все не так сложно – по крайней мере, объяснить можно гораздо проще. Дочитайте до конца, и вы будете знать про данный функционал достаточно, чтобы использовать его в своей работе.
Для начала необходимо смоделировать литье несколько раз, изменяя параметры в каждом новом моделировании. Без этого невозможно понять, как в целом ведет себя процесс. Места впрыска и материал пластика должны быть выбраны окончательно – их в дальнейшем не меняем. При этом нужно четко определить, какие показатели имеют для вас первостепенную роль.
Преимущество DOE заключается в том, что с помощью набора тестовых данных можно получить значительно больший объем полезной информации, чем обычным методом проб и ошибок. Какие данные более всего влияют или наоборот не влияют на процесс, не известно до тех пор, пока мы не применим DOE. Как правило, анализ моделирования эксперимента может быть запущен в любой момент на этапе проектирования.
DOE осуществляет поиск оптимальных настроек путем автоматического запуска серии расчетов при изменении значений выбранных параметров, таких как:
· температура расплава;
· температура пресс-формы;
· время впрыска;
· время затвердевания;
· толщина детали.
Это делается для оптимизации широкого выбора показателей качества, в том числе:
· температуры на фронте потока;
· давления впрыска;
· усилия смыкания пресс-формы;
· объемной усадки;
· глубины раковины;
· веса детали;
· или времени цикла.
При настройке анализа DOE вы можете изменять любые числовые показатели процесса.
Очень важно, чтобы вы тщательно изучили результаты проведенного анализа, чтобы определить, имеют ли они смысл. Если результаты не соответствуют здравому смыслу, уменьшите диапазон входных переменных и повторите анализ.
Планирование эксперимента использует 4 сценария в зависимости от того, сколько параметров вы хотите отслеживать и каким образом их контролировать. Рассказ об этих сценариях требует отдельной статьи. В качестве результата работы по одному из сценариев получается такая поверхность, на которой отслеживается влияние входных данных. На ней мы видим зависимость глубины раковин (разновидность дефекта) от давления и времени выдержки детали под давлением. Удобно, не правда ли?
Такой анализ, естественно, требует времени. Но Moldflow мультизадачен и позволяет при запущенном DOE делать другой расчет параллельно.
Контролировать можно вполне определенные параметры детали. Например, часто о деформации изделия легко узнать по отклонению от плоскости или круглой формы отверстий. Так вот, эти параметры можно отследить – задать допустимую погрешность отклонения от «плоскостности» или «круглости» и также получить 3D-диаграмму.
Следующее, что выделяет DOE – это доступность и легкость настройки. Вы можете использовать его для всех процессов литья, имеющихся в Moldflow, и для любых типов разбиения на конечные элементы. Если изобразить все этапы подготовки к запуску Design of Experiments, блок-схема будет выглядеть следующим образом.
Ну что ж, мы познакомились с мощнейшим инструментом, который содержится в Autodesk Moldflow. Все остальное в этой программе гораздо проще для изучения. Инструменты по оптимизации вообще всегда сложны, но дают весьма значительный эффект.
Вероятно, после этой статьи вы по-другому взгляните на пластиковые предметы. Возможно над их формой специалисты трудились долгое время, применяя разные инструменты, среди которых вполне может оказаться Autodesk Moldflow и, в частности, модуль «Моделирование экспериментов».
Не забывайте делиться своими впечатлениями в комментариях. До скорых встреч!