Analysis of injection plastic parts with metal inserts and analysis of two chamber injection

      Z uvedeného vyplývá, �e máme k dispozici prost�edky m.j. i pro analýzu technologie dvojkomponentní vst�ikování. Program, který rychle a kvalitn� vy�eší zmín�né úkoly, se nazývá Cadmould®3D-F 2K&Insert. Jedná se o dopl�ující modul programové �ady Cadmould®3D-F. V následujícím textu nastíníme práci s tímto programem a jeho výpo�tové mo�nosti.

Plastové díly se zálisky a dvojkomponentní díly

     V našich domácnostech a našem nejbli�ším okolí se nalézá mnoho nejr�zn�jších díl�, které se vyráb�jí technologií obst�ikování zálisk� nebo vícekomponentním vst�ikováním. P�íklady takových díl� jsou p�edstaveny na obr. 1.

Obr. 1:  P�íklady dvojkomponentního vst�ikování

 M��e se jednat o r�zné ná�adí, dózy, emblémy apod. Na obrázku 2 jsou pak znázorn�ny jednoduché schematické sestavy díl�: díl slo�ený ze dvou plastových materiál� a díly se zálisky.

Obr. 2: Schematické sestavy 2K + plast a zálisek

Tyto obrázky nám mohou pomoci pochopit, jaké úkoly m��eme �ešit s vyu�itím simula�ního programu Cadmould® 3D-F 2K&Insert:
a) Napln�ní jednotlivých �ástí tvarové dutiny vst�ikovanými komponentami, stav 
kontaktních ploch u dvojkomponentního vst�ikování (posouzení soudr�nosti ploch nap�. podle míry shodnosti deformace).
b) Obtékání zálisk� taveninou plastu, místa se špatným pln�ním, oblasti studených spoj� a uzavírání vzduchu.
c) Vliv plastových a kovových zálisk� na smršt�ní a deformace.
d)  Vývoj teplot v tavenin�, zálisku nebo p�edst�iku.
e)  Výpo�et silového namáhání zálisk� vlivem tlaku v tavenin� atd.

Postup p�i výpo�tu a nastavení výpo�tových parametr�

     V p�ípad� dvojkomponentního vst�ikování provedeme nejprve kompletní analýzu první komponenty (p�edst�iku). Analyzujeme-li plastový díl se zálisky, p�ipravíme výpo�tové konstrukce jednotlivých �ástí sestavy a p�ipojíme vtokový systém pro napln�ní tvarové dutiny taveninou plastu, tedy pro obst�ik. Po volb� materiálu obst�iku a zadání technologických parametr� zaktivujeme tabulku „Inserts“. P�íslušná materiálová a teplotní data, získaná u dvojkomponentního vst�ikování po ulo�ení prvního výpo�tu (p�edst�iku), budou vybrána do navazujícího výpo�tu pomocí volby „Project“. Pokud je naším úkolem simulovat vst�ikování se zálisky, m��eme jednotlivým zálisk�m p�i�adit r�zná materiálová data a to dvojím zp�sobem:
a) manuální zadání po�adovaných materiálových konstant,
b)  na�tení materiálových konstant z databanky plast� nebo databanky kovových 
     materiál�.
Poté ji� sta�í jen zvolit po�áte�ní teplotu pro zálisky a nastavení potvrdit pomocí OK.
Celý postup zadání výpo�tu je velmi jednoduchý a i takový u�ivatel softwaru, který neabsolvoval školení, m��e práci s výpo�tovým modulem zvládnout intuitivn�.

 
P�íklady výpo�t� s modulem Cadmould® 3D-F 2K&Insert

Obr. 3:  Deformace vypo�ítaná pro díl bez zálisku a pro díl se záliskem

     Na obr. 3 je ukázán výsledek analýzy deformace ve sm�ru osy x. V prvním p�ípad� obsahoval díl místo zálisku pouze dutinu, která by byla záliskem v dílu vytvo�ena. Druhý p�ípad p�edstavuje deforma�ní výsledek, který zohled�uje p�ítomnost zálisku. Je z�ejmé, �e se vypo�ítaná deformace x výrazn� zv�tšila. O�ividn� narostla deformace i ve sm�ru osy y. P�i této p�íle�itosti musíme poznamenat, �e deforma�ní jev p�iblí�ený na obr. 3, tedy vyšší deformace díl� se zálisky, je pom�rn� b�ný, p�edevším pokud jsou díly vyráb�ny ze semikrystalických materiál�. Zvlášt�, kdy� je zálisek umíst�n p�ibli�n� ve st�edu plastového dílu, bývají deformace výrazné. Zálisek toti� zablokuje smrš�ování ve svém okolí, kde�to okraje tvaru fixované nejsou. Tento stav má za následek nár�st nap�tí v plastovém materiálu a vznik deformací.
     U zast�ikovaných kontakt�, které jsou vyráb�ny z r�zných vodivých slitin, m��e dojít p�sobením tlaku taveniny k jejich deformaci. Software Cadmould® 3D-F umo��uje výpo�et sil p�sobících na zálisky (obr. 4) a posoudit tak nebezpe�í jejich deformace a posunutí v tvarové dutin� formy.

Obr. 4:  Výpo�et sil p�sobících na zálisek zvl. b�hem fáze pln�ní a dotlaku

Obr. 5:  P�íklady analýzy dvojkomponentního vst�ikování (2K)

    U dvojkomponentního vst�ikování (obr. 5) m��e být velmi zajímavé posoudit vzájemné teplotní ovliv�ování obou plastových materiál� b�hem vst�ikování druhého z nich. Natavení povrchové vrstvy p�edst�iku teplem taveniny druhého vst�iku m��e být pova�ováno v n�kterých p�ípadech za pozitivní jev, který pomáhá oba povrch vzájemn� fixovat. Analýza poskytuje podklady pro návrh vhodných technologických podmínek vst�ikování.

Obr. 6:  Analýza dvojkomponentního vst�ikování: nejprve se simuluje pln�ní tvarové               dutiny plastem a poté pln�ní eleastomerem.

     Na obr. 6 je uveden klasický p�íklad vst�ikování t�sn�ní z termoplastického elastomeru. V takových p�ípadech je pou�ití softwaru Cadmould® 3D-F 2K&Insert nutné, proto�e tokové podmínky elastomeru, vypl�ující �lábek plastového dílu, jsou zna�n� odlišné od podmínek vzniklých p�i proud�ní elastomeru po povrchu ocelového materiálu. Analýzou musí být prov��eno, zda pro vst�ikování t�snící obruby bude sta�it pou�ití pouze jednoho vtoku �i nikoli. Dodate�né úpravy a zm�ny výrobního nástroje by toti� byly velmi drahé a �asov� náro�né.

Záv�r

     Na n�kolika p�íkladech byly ukázány mo�nosti simula�ních výpo�t� s podporou programu Cadmould® 3D-F 2K&Insert. K dalším p�ednostem pou�ívání simula�ních analýz pat�í úspora náklad� sní�ením po�tu oprav forem, stanovení p�í�in smršt�ní a deformace s mo�ností vypracování návrhu pro sní�ení deformace, v�asné odhadnutí náklad� na projekt, rychlé a fundované vypracovávání nabídek atd.
     Výpo�tový modul Cadmould® 3D-F 2K&Insert je výsledkem projektu PRO4PLAST, který byl financován z prost�edk� EU. Info: Ing. Ji�í Gabriel, Plasty Gabriel s.r.o., www.cadmould.cz