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

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 MPA MMA 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 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) 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 Định dạng Phần mở rộng MPI MDL STEP .spt , .step Catia V5 .catpart Parasolid .x_p , .x_t , xmp , xmt Pro/ENGINEER .prt Solidworks .sldprt IGES .igs , .iges 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 I-DEAS Universal .unv NASTRAN Bulk Data .bdf PATRAN Neutral .pat , .out Stereo-lithography .stl ANSYS Prep 7 .ans 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 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 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 Kết quả 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 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 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. 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) max k A F P c = P max = Áp suất định hình tối đa F c(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 [...]... rút đồng bộ Tiến hành phân tích Kết quả Phân tích lại quá trình bảo áp Xem lại thông số bảo áp Co rút chấp nhận được ? Đạt Kết thúc Không đạt 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... định mức độ biến dạng 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  Xác định nguyên nhân gây ra biến dạng Các nguyên nhân chính gây ra biến dạng bao gồm Hiệu ứng định... với những bước phân tích trước đó  Sự biến dạng cong vênh của sản phẩm 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 Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Làm giảm biến dạng Xác định mức độ biến dạng Xác định nguyên nhân Chấp nhận được ? Không đạt Đạt Kết thúc  Hình 3.9 Sơ đồ khắc các phương pháo... 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 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... co rút khác nhau theo hai phương song song và vuông góc Hiệu ứng co rút vùng : mức độ co rút khác nhau ở từng vùng trên sản phẩm Làm nguội không đồng đều  Các phương pháp làm giảm co rút Trình tự khảo sát và các phương pháp làm giảm sự co rút, biến dạng, cong vênh được biểu diễn trong sơ đồ Làm giảm biến dạng cong vênh Biến dạng do làm nguội không đều ? N N Biến dạng do hiệu ứng định hướng co rút . 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. 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. 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