Литьё пластмасс под давлением


Компьютерный анализ литья термопластов


 

Компьютерный анализ

 

Пример компьютерного анализа причин коробления крупногабаритного плоского изделия (потеря устойчивости)

Барвинская И.Е., Барвинский И.А. Докл. на семинаре "Пластмассовые изделия и формы для их изготовления: конструирование, производство, эксплуатация". Санкт-Петербург, 28-29 июня 2001 г..

  

     При литье крышки рыбного ящика из ПЭНД (рис. 1) с габаритными размерами 625 х 325 х 19 мм наблюдалось очень большое коробление (до 40 мм), изделие имело седловидную форму. 
     Основная толщина изделия составляла 2.5 мм. Толщина ребер, расположенных крестообразно от центра изделия, была равна 3.5 мм. По периметру изделие имело толщину 2 мм. Впуск материала производился через центральный литник.
     Анализ причин брака выполнялся с помощью программных продуктов MPI/Flow и MPI/Warp фирмы Moldflow. Конечно-элементная модель изделия по "средней линии" (рис. 2) была построена в программном продукте MPI/Flow.

Рис. 1. Коробление отлитого изделия (на изделии сделаны надрезы для измерения фактической толщины) Рис. 2. Конечно-элементная модель изделия

     Анализ стадий впрыска, выдержки под давлением и выдержки на охлаждение, проведенный с помощью программного продукта MPI/Flow выявил ряд особенностей процесса литья данного изделия, которые могут быть причинами коробления. К таким особенностям можно отнести для стадии впрыска: неравномерность заполнения изделия расплавом (рис.3), радиальное заполнение; для стадии выдержки под давлением: неравномерное уплотнение изделия (рис. 4). 

Рис. 3. Динамика заполнения изделия расплавом (неравномерное заполнение) Рис. 4. Распределение объемной усадки при давлении выдержки 40 МПа (неравномерное уплотнение)
     Анализ коробления выполнялся в программном продукте MPI/Warp с использованием алгоритма анализа малых (линейных) деформаций. Рассчитанное коробление изделия как отклонение от требуемой геометрии показано на рис. 5.
     Рассчитанная форма изделия, получаемая в результате коробления, достаточно точно соответствует реальному изделию, в то же время рассчитанная величина коробления намного меньше  коробления  реального  изделия. Линейный анализ  устойчивости показал, что в данных условиях изделие теряет устойчивость. Таким образом, большая величина коробления реального изделия в данном случае связана с деформацией продольного изгиба, вызванного неравномерностью усадочных процессов.

   Рис. 5. Коробление изделия в мм (здесь и далее 
   деформации сетки увеличены в 6 раз для наглядности)
     Анализ причин коробления в программном продукте MPI/Warp дает возможность количественно оценить вклад каждого из составляющих коробления. Полученные результаты представлены в таблице:



- Начало -    - Вперед -