從2020年4月起,SIGMA工程有限公司、阿博格和其他許多合作伙伴聯(lián)合開(kāi)展了一項(xiàng)防止新冠肺炎病毒傳播的新項(xiàng)目。
現(xiàn)在,注塑成型LSR(液態(tài)硅橡膠)面罩的生產(chǎn)正在全速進(jìn)行。
SIGMASOFT®Virtual Molding 虛擬成型軟件被用于確定和優(yōu)化注射點(diǎn)、壓力、溫度分布、空氣滯留和 LSR材料的交聯(lián)。
定模板(左)和動(dòng)模板(右)在180℃下循環(huán)10次依然穩(wěn)定
位于德國(guó)亞琛的SIGMA工程有限公司(以下簡(jiǎn)稱SIGMA)參與了一項(xiàng)生產(chǎn)多功能面罩的跨公司項(xiàng)目,以為防止冠狀病毒傳播提供幫助。
“我們注意到,公眾及我們自己的員工對(duì)防護(hù)面罩的需求量都很大,這使得該項(xiàng)目的合作備受歡迎。”SIGMA的總經(jīng)理Thomas Klein在談及當(dāng)前形勢(shì)時(shí)表示,“憑借與阿博格和Polar-Form等合作伙伴之間成功而專注的合作,使我們能夠在最短的時(shí)間內(nèi)模擬出整個(gè)LSR成型模具的布局,優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)以提高加工效率和耐用性。”
不只是可行性研究
為了實(shí)現(xiàn)面罩的順利生產(chǎn),在對(duì)模具進(jìn)行切削加工之前,SIGMA的項(xiàng)目工程師 Tobias Sonntag利用SIGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件對(duì)注射點(diǎn)的位置、排氣系統(tǒng)和熱設(shè)計(jì)進(jìn)行了評(píng)估。
對(duì)工藝參數(shù)及所需固化時(shí)間的預(yù)測(cè)也是該模擬的一個(gè)重要結(jié)果。
“我們研究了許多不同的因素,但重點(diǎn)是部件的質(zhì)量和光學(xué)特性,當(dāng)然還有用戶使用的安全性,即擁有一個(gè)無(wú)空氣滯留或其他缺陷的完美部件。同時(shí),快速且節(jié)省資源的工藝設(shè)計(jì)對(duì)我們而言也非常重要。”Sonntag在談及該項(xiàng)目對(duì)部件的要求時(shí)說(shuō)道。
通過(guò)模擬提高能效并節(jié)省資源
面罩填充壓力模擬結(jié)果
無(wú)需猜測(cè)模具如何達(dá)到其熱穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)镾IGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件能精確計(jì)算出所需的循環(huán)次數(shù),這確保了大批量生產(chǎn)的可靠性。
為了精確控制溫度分布,根據(jù)仿真結(jié)果,將模具中溫度傳感器的數(shù)量增加到了6個(gè),并對(duì)它們的位置進(jìn)行了優(yōu)化,這樣,就可以對(duì)加熱筒進(jìn)行集中調(diào)節(jié)。
此外,對(duì)模具的最佳絕緣則將所需的能耗降至最低,避免了浪費(fèi)能源。
從模具設(shè)置到填充計(jì)算和熱分布,SIGMA在24小時(shí)之內(nèi)就完成了該項(xiàng)目的模擬。
采用瓦克提供的非后固化Elastosil LR 5040 LSR材料,每次循環(huán)可在180℃的溫度下注塑成型4個(gè)部件。
因此,在使用最佳絕緣、6個(gè)溫度傳感器和可調(diào)節(jié)加熱筒的模擬中,首次建立并優(yōu)化了4個(gè)型腔所需的對(duì)稱溫度場(chǎng),然后由Polar-Form在模具制造中予以實(shí)現(xiàn)。
“在無(wú)部件和工藝參數(shù)可參考的壓力下設(shè)計(jì)模具是SIGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件的優(yōu)勢(shì)。”Thomas Klein總結(jié)說(shuō),“因?yàn)橐磺卸急仨汃R上順利展開(kāi),因此合作伙伴們承受了巨大的壓力。讓我們非常高興的是,模具首先在計(jì)算機(jī)模擬中運(yùn)行起來(lái),從而避免了錯(cuò)誤。這樣,高效的加工工藝很快就被創(chuàng)建出來(lái)。感謝所有合作伙伴為成功作出的共同努力。”