Các sản phẩm của Moldflow dùng trong phân tích khuôn khổ mẫu pot

 Chuẩn bị đối tượng phân tích Mô hình tạo ra từ các phần mềm CAD được đưa vào Moldflow sau đó được chuyển sang dạng lưới để chuẩn bị phân tích.Ngoài định dạng chuẩn .stl, Moldflow hỗ tr

Trang 1

3.1.2 Các sản phẩm của Moldflow dùng trong phân tích khuôn mẫu 3.1.2.1 Moldflow Plastics Adviser

Gồm 2 modul chính là Moldflow Part Adviser (MPA) và Moldflow Mold Adviser (MMA).Tính năng của chúng được cho trong bảng 3-1

Advanced Geometry Adviser

Gate location

Molding window

Plastic filling

Cooling quality

Sink mark

Runner adviser

Runner balance

Cooling circuit adviser (fill + pack)

Performance adviser (warpage)

Bảng 3.1 So sánh tính năng của MPA và MMA

3.1.2.2 Moldflow Plastics Insight (MPI)

Đây là phần mềm mạnh mẽ và đầy đủ tính năng nhất của Moldflow.Ngoài những tính năng của Moldflow Mold Adviser nó còn có những tính năng khác như

- Phân phối dưới dạng modul để khách hàng lựa chọn gói sản phẩm phù hợp

- Phân tích được nhiều dạng khuôn :Gas – assist, Co – injection, Microcellar, Flip chip…

- Quản lí dữ liệu phân tích theo project

- Cung cấp công cụ tạo và xử lí lưới mạnh mẽ

- Có thể kết hợp nhiều quá trình phân tích cùng một lúc và quản lí chúng bằng Job manager

- Kết quả phân tích được ghi nhận liên tục nên dễ dàng đánh giá, nhận xét

Trang 2

Hình 3.1 Kết quả phân tích thời gian phun trong MPI

3.1.2.3 Moldflow Cad Doctor (MCD)

Moldflow CAD Doctor là công cụ của Moldflow cho phép chuyển đổi

dữ liệu giữa các hệ thống CAD 3D.Trong quá trình chuyển đổi nó sẽ thông báo các lỗi và tự động chỉnh sửa chúng.Nếu việc chỉnh sửa tự động không thành công,

ta tiếp tục chỉnh sửa bằng các công cụ do MCD cung cấp

Moldflow CAD Doctor hổ trợ các định dạng sau

1 IGES files(*.igs, *.iges)

2 CATIA V4 files(*.model, *.catdata, *.catexp, *.*)

3 CATIAV5 files(*.CATPart, *.CATProduct)

4 Parasolid files(*.xmt_txt, *.x_t, *.xmt_bin, *.x_b)

5 STEP files(*.stp, *.step)

6 ProE (*.prt)

7 SolidWorks files(*.sldprt)

Trang 3

Hình 3.2 Qui trình sửa lỗi CAD trong Moldflow Cad Doctor

3.1.2.4 Moldflow Magic STL Expert

Moldflow STL Magic là công cụ dùng để xem, đo đạc và chỉnh sửa mô hình solid hoặc surface được lưu trữ dưới định dạng Stereo lithography (STL).Nó thường được dùng để tối ưu hóa mô hình CAD STL nhằm chuẩn bị cho các bước phân tích bằng MPA hoặc MPI

Quá trình làm việc với Moldflow STL Magic khá đơn giản vì phần lớn được chương trình xử lí tự động theo các trình Wizard.Bên cạnh đó nó cũng cung cấp các công cụ xử lí để ta có thể tự chỉnh sửa trong trường hợp cần thiết

3.1.2.5 Moldflow Design Link

Đây là một Add-in được dùng để nhập các file CAD từ nhiều định dạng khác vào Moldflow.Các định dạng được Moldflow Design Link hỗ trợ cho trong bảng 3-2

Parasolid x_p , x_t , xmp , xmt

Pro/ENGINEER prt

Tập tin

CAD – 3D

Tập tin CAD – 3D

đã được tối ưu hóa

DEK (Data Exchange Kernel)

Tự động tìm lỗi

Tự động sửa lỗi

Công cụ tìm và sửa lỗi

Mở rộng phạm vi kiểm tra lỗi

Tự động kiểm tra và thông báo lỗi

Tự động sửa lỗi Sửa lỗi thủ công

CAD DOCTOR

Trang 4

I-DEAS Universal unv

NASTRAN Bulk Data bdf

PATRAN Neutral pat , out

Stereo-lithography stl

Bảng 3-2: Các định dạng được Moldflow Design Link hỗ trợ

3.1.3 Trình tự phân tích, tối ưu hóa thiết kế bằng Moldflow Plastics Insight

Hình 3.3 Qui trình phân tích tổng quát trong Moldflow Plastic Insight

3.1.3.1 Phân tích quá trình điền đầy nhựa vào khuôn

Phân quá trình đền đầy là bước đầu tiên, làm cơ sở cho các bước phân tích tiếp theo

 Chuẩn bị đối tượng phân tích

Mô hình tạo ra từ các phần mềm CAD được đưa vào Moldflow sau đó được chuyển sang dạng lưới để chuẩn bị phân tích.Ngoài định dạng chuẩn stl, Moldflow hỗ trợ rất nhiều định dạng khác bằng cách cung cấp thêm Add-in Moldflow Design Link để xử lí những định dạng này

 Lựa chọn vật liệu

Cung cấp đầy đủ thông số về loại vật liệu được sử dụng rất quan trọng vì

nó quyết định độ chính xác của kết quả phân tích.Các thông số này có thể nhận được từ phía nhà cung cấp hoặc trong thư viện vật liệu của Moldflow

 Định vị trí miệng phun

Mô phỏng quá trình điền đầy

Cân bằng dòng chảy Định kích thước kênh dẫn nhựa

Tối ưu hóa thời gian làm nguội

Tối ưu hóa thời gian định hình

Dự đoán các khuyết tật trên sản phẩm

Trang 5

Đây là một ưu điểm của Moldflow so với việc tìm vị trí miệng phun bằng cách phán đoán theo kinh nghiệm.Moldflow có thể giúp tìm được vị trí miệng phun nhưng ta cũng cần chú ý những yếu tố khác như tính thẩm mĩ của sản phẩm,

vị trí đường hàn, kết cấu khuôn mẫu

 Chọn máy ép nhựa

Máy ép nhựa có rất nhiều thông số nhưng tối thiểu ta phải cung cấp cho Moldflow 2 thông số cơ bản là áp lực phun và lực kẹp khuôn để xử lí kết quả.Các thông số về máy có thể có được từ các công ty hoặc lấy trong thư viện của Moldflow

 Định các thông số công nghệ của quá trình ép phun

Các thông số này bao gồm nhiệt độ chảy của vật liệu, nhiệt độ khuôn, thời gian ép phun.Đây là những thông số cơ bản cần thiết cho việc phân tính quá trình điền đầy nhựa vào khuôn và việc quá trình tối ưu hóa chúng được thể hiện trong hình 3.4

Hình 3.4 Định chế độ công nghệ cho quá trình ép phun

 Mô phỏng & phân tích

Cuối cùng ta tiến hành mô phỏng quá trình điền đầy, quan sát kết quả và tiến hành xử lí lỗi.Bước này lặp lại nhiều lần cho đến khi ta đạt được kết quả ưng ý nhất

Đạt

Cài đặt các thông số công nghệ

Phân tích

Xem xét kết quả

Đạt yêu cầu ?

Kết thúc

Hiệu chỉnh các thông số đầu vào

- Số lượng miệng phun

- Vị trí miệng phun

- Vật liệu

- Tính chất hình học, độ dày sản phẩm

Không đạt

Trang 6

Hình 3.5 Phân tích quá trình điền đầy nhựa vào khuôn

3.1.3.2 Cân bằng dòng chảy, định kích thước kênh dẫn nhựa

Sau khi quá trình điền đầy được phân tích, bước tiếp theo là cân bằng dòng chảy và định kích thước kênh nhựa.Kết quả của quá trình này là bảo đảm sản phẩm được điền đầy đồng thời và kênh nhựa có kích thước nhỏ nhất để tiết kiệm vật liệu, giảm thời gian làm nguội.Các bước thực hiện như sau

 Thêm kênh dẫn nhựa vào mô hình phân tích

Kênh nhựa được thêm vào sau khi chi tiết đã được phân tích.Trong hầu hết các trường hợp, kênh nhựa được thiết kế ngay trong Moldflow chứ không được nhập vào từ môi trường CAD

 Tối ưu hóa các thông số công nghệ

Đối tượng phân tích

Xây dựng lưới (1)

Chọn vật liệu (2)

Định vị trí miệng phun (3)

Chọn máy ép

Định thông số công nghệ (4)

Mô phỏng

Đạt yêu cầu ?

Kết thúc

Vấn đề gặp phảiGiải pháp Không điền đầy khuôn1, 2, 3, 4 Xuất hiện đường hàn1, 2, 3, 4 Xuất hiện bọt khí1, 2, 3, 4 Ứng suất cao1, 2,

3, 4 Áp lực phun quá lớn1, 2, 3, 4 Lực kẹp

quá lớn1, 2, 3, 4

Đạt

Không đạt

Kết quả

Trang 7

Trong khi phân tích chi tiết, các thông số công nghệ đã được tối ưu hóa.Khi thêm các kênh nhựa vào, chúng cần được tính toán lại vì có sự gia tăng thể tích và ảnh hưởng nhiệt đến dòng chảy qua kênh nhựa

 Định áp suất cân bằng

Trang 8

Hình 3.6 Cân bàng dòng chảy, định kích thước kênh nhựa

Không đạt

Đạt

Định kích thước kênh nhựa

Đưa kênh nhựa vào khuôn

Phân tích để tối ưu hóa các

thông số công nghệ

Kết quả cân bằng kênh nhựa

Phân tích, cân bằng kênh nhựa

Định áp suất cân bằng

Đạt yêu cầu ?

Tăng hoặc giảm áp suất

Lấy kích thước theo tiêu chuẩn

Phân tích với kích thước tiêu chuẩn

Cân bằng tốt

Kết thúc phân tích

Định lại kích thước Không đạt

Đạt

Trang 9

Đây là chuẩn mực của quá trình cân bằng dòng chảy vì kích thước của kênh nhựa sẽ thay đổi sao cho áp suất trong kênh dẫn chỉ dao động trong một phạm vi nhất định quanh giá trị áp suất cân bằng định trước

 Xem xét kết quả cân bằng kênh nhựa

Kết quả của việc phân tích cân bằng dòng chảy phải được xem xét cẩn thận.Nó được quyết định bởi hai yếu tố là quá trình điền đầy và áp suất.Nếu 2 yếu

tố này không được thỏa mãn, cần lặp lại quá trình phân tích với một giá trị áp suất cân bằng khác

 Xem xét kích thước kênh nhựa

Sau khi quá trình phân tích hoàn tất cần kiểm tra lại kích thước kênh nhựa

vì mặc dù việc cân bằng dòng chảy đã đạt được nhưng kích thước kênh nhựa lại quá lớn hay quá nhỏ

 Tiêu chuẩn hóa kích thước kênh nhựa

Kích thước kênh nhựa cần phải được làm tròn đến giá trị tiêu chuẩn gần nhất để thuận lợi cho việc gia công nhưng không làm thay đổi nhiều đến kết quả phân tích

 Phân tích lại với kênh nhựa kích thước tiêu chuẩn

Vì kích thước kênh nhựa đã bị thay đổi nên cần phải thực hiện việc phân tích cân bằng dòng chảy một lần nữa để đảm bảo rằng kênh nhựa mới này cho ra một kết quả mới có thể chấp nhận được

3.1.3.3 Tối ưu hóa thời gian làm nguội

 Mục đích phân tích

Mục đích chính của việc tối ưu hóa quá trình làm nguội là làm cho nhiệt

độ bề mặt khuôn được phân bố đồng đều và thời gian làm nguội là ngắn nhất vì nó liên quan đến chất lượng sản phẩm và thời gian chu kì của quá trình ép phun

 Mô hình hóa các phân tử làm nguội

Các kênh chứa chất lỏng làm nguội cần được chuẩn bị trước khi phân tích.Cũng như kênh nhựa, các kênh chất lỏng này có thể được nhập vào cùng với file CAD nhưng hầu hết chúng được thiết kế ngay trong Moldflow

 Xem xét kết quả

Nhiệt độ bề mặt lòng khuôn là thông số quan trọng nhất cần được xem xét.Sự phân bố nhiệt càng đồng đều càng tốt

 Thay đổi thông số ban đầu khi cần thiết

Khi kết quả phân tích không đạt yêu cầu, các thông số đầu vào cần được thay đổi để thựa hiện lại quá trình phân tích.Các thông số này bao gồm cấu trúc, kích thước kênh chất lỏng, nhiệt độ ban đầu của chất lỏng

Trang 10

Hình 3.7 Qui trình tối ưu hóa thời gian làm nguội

3.1.3.4 Tối ưu hóa thời gian định hình (bảo áp)

Quá trình bảo áp tốt nhất được phân tích sau khi quá trình làm nguội đã được tối ưu hóa vì quá trình bảo áp bị chi phối bởi sự truyền nhiệt.Kết quả chính của việc phân tích này là sự co rút về thể tích.Mức độ và cách thức phân bố của

sự co rút này quyết định độ cong vênh của sản phẩm.Vì vậy giảm đến mức tối thiểu sự co rút thể tích là mục tiêu của việc phân tích, tối ưu hóa quá trình bảo áp

 Định áp suất định hình sơ bộ và thời gian giữ áp suất

Áp suất định hình có quan hệ với lực kẹp của máy và được xác định theo công thức

8 , 0

(max)

A

F

Pmax = Áp suất định hình tối đa

Fc(max) : Lực kẹp tối đa của máy

A : tổng hình chiếu diện tích lòng khuôn và kênh nhựa

K : hệ số chuyển đổi đơn vị

Rồi

Tối ưu hóa việc làm mát

Định nhiệt độ lòng khuôn

Thiết kế hệ thống làm mát

Phân tích

Kết quả

Tối ưu ?

Kết thúc

Giải pháp

- Thiết kế lại hệ thống làm mát

- Thay đổi nhiệt độ chất làm mát

- Tăng thời gian chu kì

- Dùng vật liệu dẫn nhiệt tốt hơn Chưa

Trang 11

0,8 : hệ số an toàn Thông thường áp suất định hình có thể lấy bằng 80% đến 100% áp suất phun

 Xem xét kết quả

Sự co rút thể tích, thời gian đông đặc miệng phun là những kết quả được xem xét để quyết định sự co rút thể tích có thể chấp nhận được hay không.Để đạt được sự co rút thể tích trong giới hạn cho phép, quá trình phân tích có thể phải thực hiện nhiều lần

Đạt

Tối ưu hóa quá trình bảo

áp Định áp suất định hình

Định thời gian bảo áp để

đông đặc miệng phun

Tiến hành phân tích

Kết quả

Định lại thông số bảo áp để đạt

được sự co rút đồng bộ

Tiến hành phân tích

Kết quả

Co rút chấp nhận được ?

Kết thúc

Phân tích lại quá trình bảo áp

Xem lại thông số bảo áp Không đạt

Trang 12

Hình 3.8 Qui trình tối ưu hóa thời gian bảo áp

3.1.3.5 Phân tích, dự đoán những khuyết tật có thể có trên sản phẩm

Phân tích, dự đoán và khắc phục sự biến dạng, cong vênh là bước cuối cùng của quá trình phân tích quá trình ép phun bằng Moldflow.Nó quan hệ mật thiết với những bước phân tích trước đó

 Sự biến dạng cong vênh của sản phẩm

Hình 3.9 Sơ đồ khắc các phương pháo khắc phục biến dạng, cong vênh

 Xác định mức độ biến dạng

Phân tích co rút, biến dạng

Định dung sai biến dạng cho phép

Tối ưu hóa quá trình điền đầy

Cân bằng dòng chảy

Tối ưu hóa quá trình làm mát

Tối ưu hóa quá trình bảo áp

Xác định mức độ biến dạng

Chấp nhận

được ?

Kết thúc

Xác định nguyên nhân Làm giảm biến dạng

Đạt

Không đạt

Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc

Trang 13

Đầu tiên cần xác định lượng biến dạng của sản phẩm trong điều kiện công nghệ đã định trước.Kết quả được so sánh với dung sai cho phép của sản phẩm để xem nó có thể chấp nhận được hay không ? Nếu biến dạng vượt qua dung sai cho phép cần tiến hành các hiệu chỉnh để giảm biến dạng này