La simulazione NMM (Non-Matching-Mesh) ora supporta il processo RTM

Fred Yang, Vice Direttore Tecnico Divisione Prodotti di CoreTech System (Moldex3D) 

Per le superfici curve complesse che si trovano comunemente su prodotti realizzati con compositi rinforzati con polimero, sono necessari progetti complessi di stratificazione (layers and ply). 

Pertanto, prima di definire il modello virtuale del processo di stampaggio a trasferimento di resina (RTM), è necessario stabilire una base solida corrispondente all'impostazione degli strati del progetto del prodotto. 

La creazione della mesh per una superficie stratificata complessa è estremamente difficile da realizzare, quindi gli utenti devono dedicare molto tempo alla pre-elaborazione della mesh, per mettere in corrispondenza elementi e vertici della mesh. 

In caso contrario, l'accuratezza dei risultati della simulazione può essere influenzata e quindi dare interpretazioni non corrette dei risultati. 

In precedenza, gli utenti dovevano dedicare molto più tempo alla pre-elaborazione della mesh Moldex3D per RTM. Ora non più.

Inoltre, la mesh solida doveva essere ricostruita fin dall'inizio per apportare modifiche anche minori al design del sistema di alimentazione. 

Inoltre, in alcuni casi, si verificano problemi che provocano la rottura del fronte fuso e la pressione interna anormale che supera la pressione di ingresso. Per superare queste sfide, Moldex3D 2021 Solver supporta l'analisi con mesh non corrispondenti. 

Nel frattempo, le capacità di calcolo del Risolutore sono state migliorate per eliminare i problemi di gestione de fronte fuso e della pressione, e ottenere risultati di analisi migliori e affidabili. 

Quando il risolutore non supporta mesh non corrispondenti, come mostrato in Fig. 1 (a), la mesh solida completamente abbinata deve essere generata durante la pre-elaborazione del progetto RTM, come mostrato in Fig. 1 (b). 

Pertanto, l'utente deve verificare se le mesh sono completamente abbinate e risolvere i problemi di mesh in corrispondenza, prima di eseguire l'analisi. 

Il risolutore Modex3D 2021 RTM ora supporta l'analisi della mesh non corrispondente (NMM Non Matching Mesh), quindi i nodi sull'interfaccia della mesh solida non devono essere completamente abbinati tra loro per l'analisi, riducendo molto tempo e fatica spesi per riparare la mesh solida. 

Il flusso di lavoro per stabilire la mesh non corrispondente è lo stesso di quello per la mesh corrispondente. Se gli utenti vogliono valutare le modifiche progettuali di piega e runner, devono solo regolare parzialmente la mesh invece di eliminare e ricostruire tutta la mesh. 

 

Fig. 1 (a) Maglia di corrispondenza; (b) Maglia non corrispondente 

Nel seguente caso di convalida, vengono confrontati i risultati della simulazione di mesh non corrispondenti e corrispondenti. Il modello virtuale in questo caso è costruito attraverso uno strumento di misura della permeabilità, Easyperm. 

 

Lo strumento è mostrato sia dall'esterno che dall'interno in Fig. 2 (a) (b). 

Il modello geometrico stabilito in base alla cavità è mostrato in Fig. 2(c) e SNX1, SNX2, SNY1 e SNY2 sono le posizioni dei sensori di pressione all'interno dello stampo. 

 

La mesh non corrispondente e i risultati della simulazione sono mostrati in Fig. 3 e Fig. 4. 

Nel riepilogo dei risultati di Fig. 4, NM simu e M simu sono indicati nei risultati della simulazione della mesh non corrispondente e corrispondente , rispettivamente. 

In base al confronto dei risultati della variazione di pressione dei punti del sensore nel tempo, la mesh non corrispondente (NM) e la mesh corrispondente (M) hanno risultati di simulazione in buon accordo tra loro. come si può vedere in Fig. 3 (c) (d), l'errore massimo dei risultati del tempo di fronte di fusione è di circa il 4% e il vettore di velocità e la distribuzione del campo di pressione sono continui all'interfaccia all'interno delle mesh non corrispondenti. 

Attraverso questa validazione del caso, si può vedere che il modello mesh non ha più bisogno di essere completamente abbinato e i risultati della simulazione possono ancora essere coerenti con quelli ottenuti con mesh completamente abbinati. 

Fig. 2 (a) L'Easyperm; (b) Utilizzare Easyperm per misurare l'interno dello stampo; (c) La geometria del modello e la posizione del sensore di pressione punta all'interno dello stampo Fig. 3 (a) 

Fig.4 

Il modello mesh nel caso di validazione, (b) Mesh non corrispondente, (c) Vettore di velocità, (d) Distribuzione della pressione Fig. 4 

La variazione di pressione nei punti del sensore e la differenza di tempo del fronte di fusione 

Fig.5

Nel secondo caso di convalida, la mesh non corrispondente viene utilizzata per esaminare le differenze di risultato dovute alle modifiche della posizione e dell'importo del corridore. 

La Fig. 5 mostra il modello disposto con un canale (a) e due canali (b), e si possono vedere differenze di risultato nel tempo di flusso (c) e nel tempo di fusione (d). 

Fig. 5 (a) La maglia di una disposizione di guide, (b) La maglia di una disposizione di due guide; (c) Sciogli i risultati del tempo di anticipo per il caso di disposizione di un corridore, (d) Sciogli i risultati del tempo di anticipo per il caso di disposizione di due corridori In alcuni casi precedenti di simulazioni RTM, nei risultati potrebbe verificarsi la rottura del fronte di fusione. Il solutore Moldex3D 2021 RTM è ora migliorato per il calcolo del fronte di fusione e può ottenere risultati di simulazione migliori. 

 

La Fig. 6 mostra la differenza tra i risultati ottenuti prima e dopo il miglioramento del solutore del calcolo del fronte di fusione in un caso specifico. Fig. 6 (a) 

Fig. 6 (a) I risultati della simulazione prima del calcolo del potenziamento del core, (b) I risultati della simulazione dopo il calcolo del potenziamento del core 

Nel processo RTM, il vuoto viene spesso utilizzato per creare una differenza di pressione interna ed esterna e aspirare la resina nella cavità e, in questo momento, la pressione all'ingresso è di 0,1 MPa. 

Se viene utilizzata una pila di strati complessi, in precedenza, potrebbero verificarsi errori di calcolo e causare un aumento della pressione interna rispetto alla pressione di ingresso massima. 

Il risolutore del modulo Moldex3D 2021 RTM ottimizza anche il calcolo della pressione per risolvere questo problema e ottenere una distribuzione della pressione ragionevole. 

Dal caso in Fig. 7, possiamo vedere la differenza prima e dopo il miglioramento del calcolo della pressione per una corretta previsione della pressione massima rispetto alla pressione di ingresso. 

 

Fig. 7 (a) La pressione massima prima del miglioramento del solutore è 0,122 MPa, (b) Il risultato dopo il miglioramento del solutore del calcolo è 0,1 MPa 

Il solutore Moldex3D supporta il calcolo della mesh non corrispondente, che può ridurre gran parte dei tempi e delle difficoltà di riparazione della mesh di pre-elaborazione, aiutando gli utenti a comprendere rapidamente l'influenza dei parametri di processo sui risultati e a risolvere in anticipo potenziali problemi di produzione. 

Inoltre, il miglioramento apportato al solutore può fornire risultati di simulazione più accurati e migliorare l'efficienza della simulazione.