注塑成型模擬與現實世界相遇

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成型模擬和注塑機之間的直接數據接口將計算機模型與現實世界的過程聯系起來。這可以通過持續(xù)生產改善產品和模具設計的結果。一個案例研究展示了家庭模具中汽車部件的這些好處。

圖 1模擬程序與 Engel 注塑機之間數據交換的 sim Link 接口跨越了數據障礙，簡化了模擬專家和工藝技術人員之間的協(xié)作。（圖片：恩格爾）

使用當今的數字工具，甚至在新注塑產品的模具配置之前就已經生成了大量信息。例如，使用仿真來識別可能的澆口位置、檢查型腔的填充行為、設置注塑工藝的邊界條件以及優(yōu)化模具冷卻。當模擬結果令人滿意時，可以開始模具生產，然后進行試制、優(yōu)化機器設置，最后進行批量生產。然而，在取樣期間，通常需要對型腔進行返工以達到所需的產品質量。這會顯著提高項目成本并延長新產品的上市時間。

[size=1.1]模擬中定義的許多工藝參數沒有轉移到生產過程中這一事實可能是額外工作的原因之一。為什么會這樣？主要問題在于對模擬過程生成的值進行耗時的轉換以使其有用。此外，模擬技術人員收到的關于隨模具提供的配置數據記錄質量或模擬質量的反饋幾乎為零。

]首先，模擬和注塑機控制器需要學習如何用同一種語言相互交談。

為了突破這一數據障礙，Engel開發(fā)了一種數據接口，稱為 sim link（圖 1），該接口有助于將在模具生產之前通過仿真定義的參數設置以以下形式直接傳輸到注塑機的控制單元一組初始的建議設置。相反，該接口還可以將現實世界的工藝數據從成型機傳輸回模擬環(huán)境。目的是通過迭代進步來提高模擬的質量。這樣，仿真技術人員和生產技術人員就可以互相利用彼此的知識和成果，互相學習。

更逼真的模擬 = 更大的收益

模擬的準確性很大程度上取決于建模和材料數據的質量；換句話說，它是一個“garbage-in/garbage-out”系統(tǒng)。仿真越逼真，結果越好，仿真的好處也越大。因此，sim link 接口同樣可以作為后處理器來導出注塑機的初始設置，也可以作為預處理器將生產數據導入模擬環(huán)境。因此，sim link 旨在從注塑產品的模擬中生成一組初始建議設置，同時通過生產反饋穩(wěn)步提高模擬質量。為此，sim link 配備了三個功能：修改、導出和導入。

在修改功能中，將模擬的邊界條件和工藝設置與為產品設想的注塑機進行比較。例如，目標動力學包含在邊界條件中，并且根據機器限制檢查模擬的過程設置。修改可以衡量產品是否可以在選定的成型機上實際制造。

在 Export 中，接收用于在機器上取樣新模具的建議初始設置，并直接傳輸到 Engel 注塑機的控制裝置。因此，模擬的邊界條件被轉換為可以寫入成型機的零件數據集，其設置值可以由控制器正確解釋。過程參數和配置文件會自動與所選機器的極限值進行比較。通過這種方式，處理器可以使用經過仿真測試的設置更有效地開始生產。

注塑機數據庫確保通過對實際機器能力的準確建模來執(zhí)行模擬。

在導入的情況下，情況正好相反：來自生產機器的真實參數值和信號被引導回模擬程序。使用該反饋，模擬技術人員可以驗證模擬質量、比較壓力曲線并積累專業(yè)知識。

當前版本的 sim link 可與兩個仿真工具一起使用——Autodesk 的 Moldflow 和 Simcon 的 Cadmould。數據接口與帶有CC200和CC300控制單元的Engel注塑機兼容；不需要額外的軟件或硬件。

sim link 生成的建議設置可以通過多種方式傳輸到注塑機。數據傳輸可以通過公司網絡（例如網絡驅動器或 MES）或通過互聯網進行。如果機器未聯網，也可以使用 U 盤進行傳輸。敏感數據（例如 CAD 文件和完整模擬項目的信息）保留在用戶的本地系統(tǒng)中，不需要使用 sim link。只有必要的參數和設置通過接口傳輸，因此用戶在任何時候都可以完全透明地了解數據流量。

通過模擬確定的初步設置和真實世界的成型過程結果來回共享有助于改進模擬和優(yōu)化機器設置。

進行測試

Engel 與 Oerlikon HRSflow 和 Borealis 合作，對 sim link 進行了廣泛的實際測試。三腔一熱流道葉柵8個伺服電動噴嘴的家庭模具投入生產。有問題的部件是車門的內部裝飾、地圖袋和加強元件，所有部件均由含有 7% 礦物填料的聚丙烯制成（圖 2）。

零件生產的設置將通過模擬確定和優(yōu)化。優(yōu)化的重點是所有三個型腔的流動前沿速度恒定，以及熱流道伺服電動噴嘴的最佳切換點。在這個具有不同尺寸型腔的家庭模具中，最大的挑戰(zhàn)是協(xié)調熱流道噴嘴的級聯到流動前沿位置。

仿真模型在 Autodesk Moldflow 中建立，包含型腔、整個熱流道、伺服電針關閉噴嘴和機器噴嘴，包括螺桿前面的一些空間（圖 3）。模具冷卻也包括在模擬中。

圖 3用于汽車熱流道系列模具的 Autodesk Moldflow 仿真模型具有八個伺服電動閥式澆口噴嘴。

首先，使用相對注射曲線進行與機器無關的模擬，注射速度被定義為通過型腔填充水平的體積流量百分比（圖 4）。因此，型腔中任何點的熔體前沿速度與系統(tǒng)中的熔體壓縮無關。

圖 4首先，使用相對注射曲線執(zhí)行與機器無關的模擬，其中注射速度被定義為通過型腔填充水平的體積流量百分比。

目的是在整個灌裝過程中保持恒定的流動前沿速度。各個熱流道噴嘴的切換點是根據灌裝期間的流動前沿位置確定的。指定腔中的流動前沿將在相應的澆口處與來自噴嘴的流動前沿相遇。這很容易通過初始的獨立于機器的模擬來實現；各個噴嘴的打開時間完全相互分離，并與系統(tǒng)中的熔體壓縮完全分離。這表明，通過選擇與機器無關的仿真，即使是復雜的系統(tǒng)也可以非?？焖俚貎?yōu)化，并且仿真中的迭代次數很少。

通過模擬優(yōu)化流程

在與機器無關的模擬中，所有初始設置都是使用 sim link 為所選注塑機確定和修改的。為了在特定生產機器的基礎上進一步優(yōu)化流程，再次模擬獲得的機器相關設置。

由于與機器相關且因此非常現實的參數的結果非常令人滿意，因此生成了一個初始數據集用于采樣并輸出到生產機器的 CC300 控制單元。

根據從模擬中獲得的值，在 HRS FLEXflow 控制單元中手動輸入開針設置。當啟動注塑機時，實際的切換點隨后被設置為與模擬相匹配。不需要其他優(yōu)化步驟來生產所需質量的零件。

圖 5標有箭頭的針式關閉噴嘴打開時的填充過程快照。模擬數據與實際短射之間有很高的一致性。

圖 5 顯示了在圖像中標記的針式關閉噴嘴打開時間的填充過程中的快照。在模擬中，注意確保對于所有針式關閉噴嘴，相應腔體的流動前沿和要打開的關閉噴嘴在澆口處相遇，以避免焊接線。該描述顯示了初始模擬數據和實際短射之間的高度一致性。

圖 6 描繪了從速度控制的注射階段切換到壓力控制的保壓階段時的快照。再次，模擬和實際零件之間的一致性水平非常高。

圖 6從注射階段切換到保壓階段時的快照也顯示了仿真和實際零件之間的極好一致性（注意突出顯示的細節(jié)區(qū)域）。

從真實世界的反饋中學習

為了向模擬技術人員提供有關在模擬中確定的設置參數的可用性的反饋，在實際過程中使用的零件數據和測量結果通過 sim link 從機器傳回模擬程序。由于 sim link 自動編輯和導入生產中的實際數據，仿真技術人員可以立即開始后期仿真；無需繁瑣的手動輸入值和配置文件。具有特殊價值的事實是，實際機器行為被傳送到具有實際曲線的模擬程序中，包括切換期間注射壓力的波動，直到達到所需的保壓壓力。

圖 7比較注射壓力曲線表明，盡管使用了真實的工藝設置，但模擬預測的峰值遠低于在成型過程中測量的峰值。然而，在最初的成型試驗中沒有測量粘度的壓力依賴性。為粘度的壓力依賴性添加因子 D3 產生了更接近實際成型試驗的模擬結果。

模擬的流動前沿速度與實際注入參數非常吻合。當比較圖 7 中的注射壓力曲線時，很明顯模擬預測的峰值遠低于在成型過程中測量的曲線，盡管使用了實際的工藝參數。仔細觀察材料參數（Moldflow“三重金標準”）表明，沒有測量粘度的壓力依賴性。在普遍使用的cross-WLF模型中，壓力依賴性用參數D3來描述；在這種情況下，D3 = 0。通過根據經驗調整此參數，可以快速實現測量和模擬壓力曲線之間更好的一致性。

來自生產的反饋有助于模擬技術人員更好地了解生產中使用的材料以及相關工藝參數的質量。這樣，其他應用程序的模擬質量就會提高。例如，可以對后續(xù)項目進行更準確的壓力預測。

型腔壓力曲線的比較還可以提供有關諸如存儲在模擬數據庫中的材料參數質量等方面的附加信息。型腔壓力的發(fā)展對所討論的模制零件的收縮和翹曲有重大影響。因此，目的是通過模擬盡可能準確地預測型腔壓力的發(fā)展。

根據所選注塑機修改模擬參數，可以使用更復雜的注塑曲線并真實地評估循環(huán)時間。來自生產的反饋有助于提高模擬質量，從而避免昂貴的模具返工。

zetvxthg

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幫幫頂頂??！

ruhhuiik

我是來刷分的，嘿嘿

admin

好好 學習了 確實不錯

濟南浩佳模具

不錯，頂一下