Uso della simulazione per convalidare lo stampaggio a iniezione di schiuma con il core-back locale
Profilo del cliente
• Cliente: Università di Kassel
• Paese: Germania
• Settore: Educativo/Accademia
• Soluzione: Pacchetto avanzato Moldex3D; Modulo di stampaggio ad iniezione di schiuma
Fondata nel 1971, l'Università di Kassel è la più recente università dello stato dell'Assia.
L'iscrizione attuale è di circa 23.696 studenti. (Fonte: https://www.uni-kassel.de/uni/en)
Sommario
In questo progetto, l'Università di Kassel ha studiato la tecnica del core-back locale per ottenere rapporti di espansione più elevati nella la creazione di parti meno dense, più leggere e per ottenere una struttura di schiuma omogenea nello stampaggio a iniezione di schiuma.
Diversamente dal core-back standard, la crescita cellulare e la riduzione della densità erano principalmente limitate alle aree localmente espanse con la tecnica del core-back locale.
Le condizioni al contorno e le impostazioni dei parametri di processo hanno influenzato notevolmente la formazione della struttura della schiuma sia nelle aree espanse che in quelle non espanse.
Con l'analisi dello stampaggio a iniezione di schiuma Moldex3D, l'Università di Kassel è stata in grado di ottenere una migliore comprensione della formazione della struttura molecolare e di ottimizzare ulteriormente le condizioni del processo.
Sfide
•La complessa interazione tra materiali, impostazioni di processo e condizioni al contorno geometriche influenza il risultato del core-back.
•Impossibile osservare il reale processo di formazione della schiuma
Soluzioni
Utilizzo di Moldex3D per simulare le operazioni di core-back nello stampaggio a iniezione di schiuma e prevedere i comportamenti di schiumatura all'interno della cavità per ottimizzare i parametri di processo e ottenere il risultato di core-back desiderato.
Benefici
•Fornire una migliore comprensione della tecnologia core-back locale per lo stampaggio a iniezione di schiuma
•Abilitare la visualizzazione del processo di schiumatura nel suo insieme e nel dettaglio
•Validare con successo il risultato sperimentale qualitativo tramite simulazione
Argomento di studio
In questo progetto, l'Università di Kassel ha utilizzato Moldex3D per fornire una visione approfondita della formazione della struttura durante il processo di stampaggio a iniezione di schiuma.
Moldex3D supporta le impostazioni delle condizioni al contorno per il processo core-back locale ed è in grado di simulare la dimensione della cella, la concentrazione e la densità della cella e la densità della parte in momenti diversi durante il processo di riempimento e impaccamento.
Inoltre, i nodi del sensore virtuale, presente di Moldex3D, sono anche molto utili per descrivere la relazione tra la pressione e la dimensione della cella in aree espanse e non.
All’inizio, le celle sono state create durante la fase di riempimento e ridisciolte a causa della pressione di impaccamento prima che avvenisse la formazione della seconda cella.
La Fig. 1 è la previsione della dimensione della cella in questo caso.
Si è riscontrato che la dimensione della cella si espanderà a una dimensione maggiore quando il core-back è terminato.
La Fig. 2 mostra che più grande è la cella, minore sarà la densità cellulare.
Fig. 1 Dimensioni delle celle durante la fase di riempimento e confezionamento (prima dell'espansione del volume) e alla fine del riempimento (dopo l'espansione del volume)
Fig. 2 Densità cellulare durante la fase di riempimento e confezionamento (prima dell'espansione del volume) e alla fine del riempimento (dopo l'espansione del volume).
La Fig. 3 mostra le variazioni della densità nel prodotto.
La formazione di celle nell'area espansa porta a un'enorme riduzione della densità in queste aree, mentre la densità dell'area non espansa è simile alla densità del materiale non espanso.
Fig. 3 Confronto della densità durante la fase di riempimento e impaccamento (prima dell'espansione del volume) e alla fine del riempimento (dopo l'espansione del volume)
Con Moldex3D, gli utenti possono facilmente osservare i comportamenti di formazione della schiuma all'interno della cavità.
La funzione sensore virtuale fornisce anche una comprensione dettagliata del comportamento della formazione di schiuma all'interno della cavità (Fig. 4)
Fig. 4 Curva XY – pressione e dimensione della cella ai nodi del sensore nell'area espansa A (SN5) e nell'area non espansa B (SN7)
Con l'aiuto della simulazione, sono stati studiati gli effetti dello stampaggio a iniezione di schiuma con la tecnologia core-back.
Pertanto, sono state incluse le variazioni dei parametri per il contenuto di SCF (contenuto di agente espandente), il rapporto di espansione (distanza core-back), il tempo di ritardo, la velocità core-back, la pressione di mantenimento e il tempo di mantenimento.
La Fig. 5 mostra i risultati della simulazione di diverse impostazioni di processo.
L'influenza del contenuto SCF (contenuto dell'agente espandente) viene mostrata e confrontata con il risultato reale.
Sia la simulazione che l'esperimento mostrano che quando il contenuto di SCF è più alto, la dimensione della cella diventerà più piccola.
I risultati della simulazione hanno mostrato un buon accordo con i dati sperimentali.
Fig. 5 Dimensioni della cella in base al contenuto di SCF
Risultati
Attraverso Moldex3D, il Cliente ha ottenuto una migliore comprensione della tecnologia core-back locale per il processo di stampaggio a iniezione di schiuma, visualizzando in modo compiuto il processo di schiumatura e verificando con successo i risultati sperimentali qualitativi.