presentaciÓn docencia simulacion
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8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
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HERRAMIENTAS CAE
CASOS PRCTICOS
Diseo, rediseo y optimizacinasistidos por
C-MOLD Y MOLDFLOW
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
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UTILIZACIN DE HERRAMIENTAS CAEUTILIZACIN DE HERRAMIENTAS CAE
Antes de los 80: lpiz y papel
Diseo y clculo de componentes y estructuras simples Plazos de ejecucin elevados Tolerancias de fabricacin groseras Imposibilidad de realizar diseos complicados o de realizar
nuevos estudios sobre componentes de manera rentable: fatiga,crash-tests, reologa, etc.
Dcada de los 80: primeros programas CAD/CAE Inicialmente slo para dibujar , y clculos estructurales
sencillos (lineales) Nuevas necesidades:
Integracin entre diseo, clculo y fabricacinDisminucin de los plazos de ejecucinDiseos complicados de los componentesFiabilidad de los clculos realizadosFcil manejo del softwareMayor potencia hardware
Estas premisas generan aparicin paquetes software CAD/CAM
Primeros programas CAE
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Herramientas CAE (Computer Aided Engineering /Herramientas CAE (Computer Aided Engineering /
Ingeniera Asistida por Ordenador)Ingeniera Asistida por Ordenador)
Integracin de varios procesos de creacin de componentes oestructuras en cualquier tipo de industria (aeronutica,automocin, domstica, plsticos, etc.): diseo, clculo (lineal, nolineal, fatiga, impacto, reologa), fabricacin, gestin de la
produccin, etc.Para la integracin de gran parte de los procesos es necesario la
utilizacin de modelos FEM (Finite Element Model/Modelo de
Elementos Finitos)FEM: discretizacin del continuo. Pasamos de un modelo real ycontinuo a su equivalente discretizado (compuesto por nodos yelementos)
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Con la generacin de la malla de elementos finitos, a partir de
nuestro diseo previo 3D, podemos realizar cualquier tipo deanlisis: clculo estuctural, fatiga, crash, reologa, etc.
Muy importante: saber de dnde partimos (cual es nuestro diseoprevio), a dnde queremos llegar (objeto del anlisis), y cmo
vamos a llegar (tipo de anlisis, condiciones de contorno,software empleado).Tambin muy importante: es rentable la utilizacin de estas
herramientas para la creacin de nuestro componente?Importante inversin en licencias software, mquinas, y sobre
todo, personal cualificado. Si no es posible, se precisa de lasubcontratacin
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PROBLEMAS HABITUALES DE HERRAMIENTAS CAEPROBLEMAS HABITUALES DE HERRAMIENTAS CAE::
Diseos CAD deficientes (por formato, por imposibilidad defabricacin real, volmenes no cerrados, interferencias)
Mala utilizacin del software de clculo: solver inadecuado,condiciones de contorno mal aplicadas, especificaciones delmaterial incorrectas, mallado deficiente
Interpretacin de los resultados: es la parte ms importante. Noslo basta con realizar correctamente el preproceso, sinosaber qu significan los resultados que hemos obtenido. Esta
parte es la de mayor valor aadido . Es necesario una
interpretacin correcta y fiable de los resultados, ya que de locontrario, podemos obtener conclusiones catastrficas.
Distintos tipos de software CAEDistintos tipos de software CAE:: CATIA,ABAQUS, ProEngineer,I-DEAS,ANSYS, Moldflow
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REQUISITOS DE USO DE HERRAMIENTAS CAE:REQUISITOS DE USO DE HERRAMIENTAS CAE:
Mallado del modelo. Realizacin correcta de la malla,adecundose al modelo previo obtenido de diseo. Formatos de transferencia compatibles Discusin sobre el tipo de malla: 2D (planos medios) o 3D Mallado teniendo en cuenta las condiciones de contorno
Tamao de elemento de malla adecuado: Muy grosero: resultados poco fiables o incongruentes Muy fino: posibilidad de no convergencia en los anlisis y
tiempo de clculo demasiado elevadoCondiciones de contorno.
Parte muy importante en el proceso de creacin de la malla, yaque los resultados pueden variar considerablemente.Es necesario conocer muy bien los condicionantes de nuestroanlisis (tipo de anlisis a realizar, existencia de contactos, tipo
de material, no linealidades, etc.)
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Materiales.Muy importante tener bien definido el material de nuestro
componente, sobre todo en anlisis no lineales por material.Existencia de amplias bases de datos de materiales(Moldflow, p. ej.)
Realizacin del anlisis.Tipo de anlisis: estructural, no lineal, fatiga, reologa, etc.
Resultados a obtener: tensiones, deformaciones, contraccinvolumtrica, modos propiosObtencin de resultados.
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CASOS PRCTICOSCASOS PRCTICOS
Rediseo del molde y optimizacin del proceso de inyeccin dela pieza de agarre de un panel solar
Diseo de piezas de fijacin dental y desarrollo del proceso deinyeccin
Estudio de las grietas que aparecen en el soporte de maletero deun avin comercial
Eliminacin del alabeo y mejora de la dimensionalidad de unaforador
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MetodologadetrabajoMetodologadetrabajo
Simulacin con las condiciones de fabricacin actuales: diseooriginal
Resolucin de los problemas teniendo en cuenta las restriccionesimpuestas: solucin de empresa
Resolucin sin restricciones: solucin ingenieril
Comparacin de la solucin propuesta con los resultados reales(si es posible)
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MetodologadetrabajoMetodologadetrabajo
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Pasos a seguir:
1.Geometra de la pieza
3. Condiciones de proceso y refrigeracin
2.
Mallado de la pieza
4. Simulacin 5.Resultados
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Caso 1: Rediseodel molde y optimizacindelprocesoCaso 1: Rediseodel molde y optimizacindelprocesodeinyeccindelapiezadeagarrede unpanelsolardeinyeccindelapiezadeagarrede unpanelsolar
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Caso 1: Rediseodel molde y optimizacindelprocesoCaso 1: Rediseodel molde y optimizacindelprocesodeinyeccindelapiezadeagarrede unpanelsolardeinyeccindelapiezadeagarrede unpanelsolar
Objetivos: eliminacin de defectos de calidad surgidos tras elproceso de inyeccin de la pieza. Empresa colaboradora:Aries(para BP Solar)
Problemtica: rechupes en distintas zonas de la pieza. Problemas secundarios (fabricacin):
alto tiempo de ciclo
Alta presin de inyeccin y fuerza de cierre necesarias
Material sobrante y necesidad de operaciones posteriores
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Caso 1: piezadeagarrede unpanelsolarCaso 1: piezadeagarrede unpanelsolar
Detalles de la pieza:
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Enganche
Esquina
superior
Esquinainferior
Zona deatornillamiento
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Caso 1: piezadeagarrede unpanelsolarCaso 1: piezadeagarrede unpanelsolar
Localizacin de los rechupes
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DiseooriginalDiseooriginal
Geometra completa
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DiseooriginalDiseooriginal
Detalles
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Enganche Esquina superior (e =7,5 mm)
Esquina inferior (e =7,5 mm) Zona de atornillamiento(e =7,5 mm)
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DiseooriginalDiseooriginal
Sistema de alimentacin
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DiseooriginalDiseooriginal
Mallado (por topologas)
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DiseooriginalDiseooriginal
Materiales y mquina Resina: PC Lexan 943A
Molde: Acero P-20
Refrigerante:Agua (T = 20 C)
Mquina: Battenfeld BA-T1800/10000 Fuerza de cierre = 1983 Ton
Capacidad de inyeccin = 4556 cm3
Mxima presin de inyeccin = 220 MPa
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DiseooriginalDiseooriginal
Parmetros de proceso
temperatura del polmero a la entrada = 310 C temperatura del molde = 80 C
temperatura de expulsin = 135 C
tiempo de apertura y cierre del molde = 10 s
tiempo de llenado = 2 s tiempo de mantenimiento = 1,5 s
tiempo de ciclo = 50 s
perfil de velocidad del husillo:
dos velocidades: 90 y 50 %
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Avance del frente de flujo (t = 2 s)
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Contraccin volumtrica
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Contraccin volumtrica: zonas problemticas
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Contraccin mx. = 9,5 %
Contraccin mx. = 9,5 %
Contraccin mx. = 8,8 %
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Lneas de unin y soldadura
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Lneas de unin Lneas de soldadura
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Aires atrapados
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Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Resultados importantes a considerar:
Presin de entrada mxima = 115,8 MPa
Fuerza de cierre mxima = 1356 Ton
Tiempo de ciclo = 50 s
Peso total de la pieza = 830,1 g
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SolucindeempresaSolucindeempresa
Restricciones impuestas por la empresa
Imposibilidad de cambiar de resina
Pocas posibilidades de modificar el molde
Utilizacin de la mquina de inyeccin del diseo original
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SolucindeempresaSolucindeempresa
Vaciado de zonas problemticas
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Parte delantera de una esquina Parte posterior de una esquina
e =3 mm
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SolucindeempresaSolucindeempresa
Mallado progresivo
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SolucindeempresaSolucindeempresa
Parmetros modificados Optimizacin del tiempo de proceso
tiempo de llenado = 2,45 s
tiempo de mantenimiento = 10 s
tiempo de apertura y cierre del molde = 7s
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Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Avance del frente de flujo
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Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Contraccin volumtrica
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Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Contraccin volumtrica: zonas problemticas
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Solucin de empresa Diseo original
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Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Resultados importantes a considerar: Presin de entrada mxima = 117,47 MPa
Fuerza de cierre mxima = 1335,3 Ton
Tiempo de ciclo = 35,45 s
Peso total de la pieza = 834,73 g
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SoluciningenierilSoluciningenieril
Modificaciones en el diseo del modelo
Uso de sistema de aportacin caliente y aumento del nmero depuntos inyeccin
Aumento de la seccin transversal de los nervios diagonales
Modificacin de la geometra de refrigeracin (simetra)
Modificacin de los parmetros:
tiempo de llenado = 1,61 s
tiempo de mantenimiento = 10 s
Variacin del perfil de velocidad del husillo
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SoluciningenierilSoluciningenieril
Nueva geometra de inyeccin y de refrigeracin
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SoluciningenierilSoluciningenieril
Perfil de velocidades del husillo recomendada por el programa
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Solucin ingenieril Diseo original
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Soluciningenieril: resultadosSoluciningenieril: resultados
Avance del frente de flujo (t = 1,7 s)
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Soluciningenieril: resultadosSoluciningenieril: resultados
Contraccin volumtrica
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Soluciningenieril: resultadosSoluciningenieril: resultados Contraccin volumtrica: zonas problemticas
Solucin ingenieril Solucin de empresa
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Soluciningenieril: resultadosSoluciningenieril: resultados
Lneas de unin y soldadura
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Lneas de unin Lneas de soldadura
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Soluciningenieril: resultadosSoluciningenieril: resultados
Resultados importantes a considerar:
Presin de entrada mxima = 61,96 MPa
Fuerza de cierre mxima = 948,53 Ton
Tiempo de ciclo = 34,61 s Peso total de la pieza = 842,51 g
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AnlisisdecostesAnlisisdecostes
Anlisis de costes
Diseo original: 848 pts
Solucin de empresa: 848 pts
Solucin ingenieril: 861 pts
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Caso 1: conclusiones (I)Caso 1: conclusiones (I)
Contraccin volumtrica: Rechupes
diferencias de contraccin entre zonas adyacentes contraccin mx. > 6,5 - 7 %
espesor > 5 mm
Marcas de rechupado
Vaciado de las zonas problemticas para reducir el espesor Aumento del tiempo de presin de mantenimiento (de 1,5 s a 10 s)
Aumento de la seccin de paso de los nervios diagonales
Uso de sistema de aportacin caliente (no encarece excesivamente
la pieza y en cambio mejora mucho la calidad de sta)
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Caso 1: conclusiones (II)Caso 1: conclusiones (II)
Tiempo de ciclo Acortar la fase de enfriamiento (de 38 a 26 s)
Presin de entrada y fuerza de cierre mximas Uso de sistema de aportacin caliente y aumento del n de
puntos de inyeccin
Variacin del perfil de velocidad del husillo Aumento de la seccin transversal de los nervios diagonales
Material sobrante y necesidad de operaciones posteriores Uso de sistema de aportacin caliente
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Caso 1: conclusiones (III)Caso 1: conclusiones (III)
Tabla comparativa entre diseo original (Fase 1), solucin de empresa(Fase 2) e ingenieril (Fase 3)
DISEO FASE 1 DISEO FASE 2 DISEO FASE 3
Contraccin volumtrica (%) 2 9,5 2 6,5 2,2 5
Peso final de la pieza (g) 830,09 834,73 842,51
Tiempo de ciclo (s) 50 35,45 34,61
Presin de inyeccin mx. 115,5 117,47 61,96
Fuerza de cierremx. (Ton) 1335,7 1335,4 948,53
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FIN CASO 1FIN CASO 1
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Caso 2: Diseodepiezasde fijacindental yCaso 2: Diseodepiezasde fijacindental ydesarrollodelprocesodeinyeccindesarrollodelprocesodeinyeccin
Objetivos:
Sustitucin de acero por material plstico (Polisulfona)
Diseo de los brackets plsticos
Localizacin ptima de la puerta Diseo del molde
Optimizacin del proceso de inyeccin
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Caso 2: Diseodepiezasde fijacindental yCaso 2: Diseodepiezasde fijacindental ydesarrollodelprocesodeinyeccindesarrollodelprocesodeinyeccin
Euroortodoncia S.L. Fbrica deproductos de ortodoncia. Piezasde fijacin dental o brackets
Dimensiones mximas:ancho = 3,2 mmespesor = 2,5 mmaltura = 2,3 mm
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Modelo 1: localizacin de la puerta perpendicular a la parte lateral delbracket
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Modelo 2: localizacin de la puerta perpendicular a la parte posteriordel bracket
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Modelo 3: localizacin de la puerta perpendicular a la base del slotdel bracket
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Tamao de la malla en los tres modelos: 0,07 mm Relacin de deformacin menor que 3 contraccin/deformacin
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Orientacin de fibras en el modelo 1
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Orientacin de fibras en el modelo 2
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LocalizacinptimadelapuertaLocalizacinptimadelapuerta
Orientacin de fibras en el modelo 3
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Diseodel moldeDiseodel molde
MODELO EN ROSETA CON REFRIGERACIN
Sistema equilibrado Tamao de la malla utilizado: 0,2 mm; relacin de deformacin
menor que 3
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Diseodel moldeDiseodel molde
OPTIMIZACIN DEL MODELO EN ROSETA Material inyectado: polisulfona y polisulfona GF 30
Condiciones de proceso:
Tiempo de llenado: 1,14 s
Presin de inyeccin: 92,3 Mpa Fluido atemperante: aceite
Temperatura fluido atemperante: 135 C
Caudal fluido atemperante: 45 l/min
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Modeloenroseta: resultadosModeloenroseta: resultados
Aires atarpados
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Modeloenroseta: resultadosModeloenroseta: resultados
Desplazamiento total (Polisulfona sin reforzar): del orden de0,02 mm
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Modeloenroseta: conclusiones (I)Modeloenroseta: conclusiones (I)
H
a sido posible encontrar un material adecuado para la aplicacin PSU y PSU 30 % GF
Aumento de las dimensiones de los brackets plsticos,modificacin de la retencin
Localizacin ptima de la puerta en el centro de la parte posteriorde los brackets
Resulta recomendable utilizar canales fros de alimentacin pararealizar un molde familiar
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Modeloenroseta: conclusiones (II)Modeloenroseta: conclusiones (II)
El molde se disea con un sistema en roseta para el juego de 20brackets. Se utilizan dos patines radiales en cada bracket
Diseo ptimo modelo en roseta con sistema de refrigeracinpara atemperar el molde a 135 C: disminuyen las deformacionesmximas hasta valores de 0,02 mm
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F
IN CASO 2F
IN CASO 2
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Caso 3: Estudiodelasgrietasen unsoportedeCaso 3: Estudiodelasgrietasen unsoportedemaleterode unavincomercialmaleterode unavincomercial
Soporte del maletero de un avin comercial fabricado enpoliamida 6/6 GF 35
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Caso 3: Estudiodelasgrietasen unsoportedeCaso 3: Estudiodelasgrietasen unsoportedemaleterode unavincomercialmaleterode unavincomercial
Objetivos: evitar la presencia de grietas en el ala interior del arco
Posibles causas:
Fujo vacilante de llenado
Contraccin volumtrica
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Zona de grietas
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Caso 3: Estudiodegrietasen unsoportedeCaso 3: Estudiodegrietasen unsoportedemaleterode unavincomercialmaleterode unavincomercial
Flujo vacilante de llenado
Causa: Orificio de entrada muy pequeo (lmina) a espacioamplio, y baja viscosidad del polmero
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Diseo originalDiseo original
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DiseooriginalDiseooriginal
Geometra de refrigeracin:
Dimetro de los canales: 8 mm Distancia de los canales a la base: 28 mm
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Diseo originalDiseo original
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DiseooriginalDiseooriginal
Geometra de inyeccin:
Una entrada de inyeccin (pelcula)
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Diseo originalDiseo original
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Parmetros de proceso (I):
Material a inyectar: PA 6/6 ULTRAMID A3X2G
7 Material del molde: Acero P-20
Mquina de inyeccin: Engel 400
Temperatura del polmero a la entrada: 290 C
Perfil de velocidades:
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
DiseooriginalDiseooriginal
Perfil de Velocidad
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150
Carrera ( )
Ve
locidad
de
inye
cci
n(
/s)
Diseo originalDiseo original
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
75/129
Parmetros de proceso (II):
Conmutacin de llenado a postpresin: 87 % Presin de mantenimiento: 6,5 MPa
Tiempo de presin de mantenimiento: 4 s
Tiempo de enfriamiento: 30 s
Tiempo de apertura y cierre del molde: 9 s Fluido atemperante:Aceite
Temperatura del fluido atemperante: 90 C
Caudal del fluido refrigerante: 25 L/min
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
DiseooriginalDiseooriginal
Diseo original: resultadosDiseo original: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
76/129
Avance del frente de flujo
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Diseo original: resultadosDiseo original: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
77/129
Contraccin volumtrica
Ala interior: 10,5-11,7 % Resto pieza: 9,7- 10,7 %
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Diseo original: resultadosDiseo original: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
78/129
Temperatura del polmero en el llenado
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
Solucin de empresaSolucin de empresa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
79/129
Restricciones impuestas por la empresa
Imposibilidad de cambiar de material, geometra de pieza, derefrigeracin y de inyeccin
Mquina ENGEL 400
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SolucindeempresaSolucindeempresa
Solucin de empresaSolucin de empresa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
80/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SolucindeempresaSolucindeempresa
Perfil de velocidades
0
2
4
68
10
0 50 100 150
Carrera (mm)
Velocidad(m
m/s)
Modificacin de parmetros de proceso (I)
Temperatura del polmero a la entrada: 265 C Perfil de velocidades
Solucin de empresaSolucin de empresa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
81/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SolucindeempresaSolucindeempresa
Modificacin de parmetros de proceso (II)
Conmutacin de llenado a postpresin: 97 % Tiempo de presin de mantenimiento: 30 s
Tiempo de enfriamiento: 50 s
Temperatura del fluido atemperante: 120 C
Caudal del fluido refrigerante: 50 L/min
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
82/129
Solucin de empresa: resultadosSolucin de empresa: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
83/129
Contraccin volumtrica
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Ala interior:4,7-6,2 %
Resto pieza:
4,8-5,4 %
Solucin de empresa: resultadosSolucin de empresa: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
84/129
Temperatura del polmero al final del llenado y lneas de unin ysoldadura
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
Solucin ingenierilSolucin ingenieril
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
85/129
Modificaciones: Geometra de refigeracin: eliminacin del canal interior
Geometra de inyeccin: dos o tres entradas
Modificacin de algunas condiciones de proceso
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SoluciningenierilSoluciningenieril
Solucin ingenieril: tres entradasSolucin ingenieril: tres entradas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
86/129
Tres entradas llenado equilibrado
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Soluciningenieril: tresentradasSoluciningenieril: tresentradas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
87/129
Solucin ingenieril (3 ent): resultadosSolucin ingenieril (3 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
88/129
Avance del frente de flujo
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Soluciningenieril (3 ent): resultadosSoluciningenieril (3 ent): resultados
Solucin ingenieril (3 ent): resultadosSolucin ingenieril (3 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
89/129
Contraccin volumtrica
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Soluciningenieril (3 ent): resultadosSoluciningenieril (3 ent): resultados
Ala interior:4,7- 6,6 %
Resto pieza:
4,5- 5,3 %
Solucin ingenieril (3 ent): resultadosSolucin ingenieril (3 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
90/129
Temperatura del polmero al final del llenado y lneas de unin y
soldadura
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Soluciningenieril (3 ent): resultadosSoluciningenieril (3 ent): resultados
Soluciningenieril: dosentradasSoluciningenieril: dosentradas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
91/129
Dos entradas Llenado equilibrado
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
So uc ge e dos e t adasSo uc ge e dos e t adas
Soluciningenieril: dosentradasSoluciningenieril: dosentradas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
92/129
Modificacin de condiciones de proceso
Temperatura de inyeccin: 265 C Posibilidad de eliminar canal interior de atemperamiento
Perfil de velocidades
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg
Perfil de velocidades
02
4
6
8
10
0 50 100 150
Carrera (mm)
Velocidad(mm/s)
Soluciningenieril (2 ent): resultadosSoluciningenieril (2 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
93/129
Avance del frente de flujo
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
g ( )g ( )
Soluciningenieril (2 ent): resultadosSoluciningenieril (2 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
94/129
Contraccin volumtrica
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
g ( )g ( )
Ala interior:4,9-5,1 %
Resto pieza:
4,9-5,6 %
Soluciningenieril (2 ent): resultadosSoluciningenieril (2 ent): resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
95/129
Temperatura del fundido al final del llenado y lneas de unin
y soldadura
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
g ( )g ( )
Caso 3: conclusiones (I)Caso 3: conclusiones (I)
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
96/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
( )( )
Nmero de entradas: 1
Temperatura de inyeccin: 290 C Variacin de la conmutacin de llenado:87 %
Tiempo de mantenimiento: 4 s
Tiempo de refrigeracin: 30 s Caudal del refrigerante-atemperante:25 L/min
Temperatura del refrigerante-atemperante:
90 C
2 entradas
265 C
97 %30 s
50 s
50 L/min
120 C
Caso 3: conclusiones (II)Caso 3: conclusiones (II)
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
97/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
( )( )
COMPARATIVA DE MODELOS
Diseooriginal Solucin deempresa Soluciningenieril (tresentradas)Soluciningenieril (dosentradas)
Presin mx.de entrada 64,9 Mpa 64,9 MPa 64,9 MPa 64,9 MPa
t de llenado 1,5 s 1,8 s 1,6 s 1,6 s
Peso total 660 g 688,4 g 693,4 g 686 gMx. fuerzade cierre 620 Ton 560 Ton 610 Ton 550 Ton
t de ciclo 44,3 s 90,5 s 90,3 s 90,3 sContrac.Vol.
del ala int.
10,5-11,7
% 4,7-6,2 % 4,7-6,6 % 4,9-5,1 %T mx. 296 C 273 C 285 C 269 C
FIN CASO 3FIN CASO 3
C 4 Eli i i d l l b j d lC 4 Eli i i d l l b j d l
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
98/129
Fabricado en PA 6/10 GF50
Situado en el estabilizador decola de un avin comercial
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Caso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradelaCaso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradeladimensionalidadde unaforadordimensionalidadde unaforador
C 4 Eli i i d l l b j d lC 4 Eli i i d l l b j d l
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
99/129
Objetivos:
Eliminacin del alabeo
Eliminacin de rechupes
Minimizacin de otros problemas
Comparacin simulacin numrica vs pieza real
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Caso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradelaCaso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradeladimensionalidadde unaforadordimensionalidadde unaforador
C 4 Eli i i d l l b j d lC 4 Eli i i d l l b j d l
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
100/129
Causas a estudiar para solucionar los problemas de la pieza:
Presin y tiempo de mantenimiento
Geometra y condiciones de refrigeracin
Perfil de velocidades de inyeccin
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Caso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradelaCaso 4: Eliminacindelalabeo y mejoradeladimensionalidadde unaforadordimensionalidadde unaforador
DiseooriginalDiseooriginal
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
101/129
Mallado de la geometra:
2429 nodos
4052 elementos triangulares (294 elementos 1D)
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg
DiseooriginalDiseooriginal
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
102/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg Geometra de refrigeracin:
Canales de 8 mm de dimetro
Cuatro canales por cada cara del molde (no existe simetrarespecto del plano XY
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
DiseooriginalDiseooriginal
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
103/129
Materiales y parmetros de proceso (I):
Resina: poliamida 6/10 GF50 (LNP Thermocomp QF 100-10) Molde: acero P-20
Fluido refrigerante: aceite
Temperatura del fluido refrigerante: 95 C
Caudal del fluido refrigerante: 25 L/min Mquina de inyeccin: ENGEL 175
Temperatura del polmero a la entrada: 270 C
Peso de la inyectada: 155 g
Velocidad de inyeccin: constante de 20 mm/s Tiempo de inyeccin: 4,2 s
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg
DiseooriginalDiseooriginal
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
104/129
Materiales y parmetros de proceso (II):
Carrera de inyeccin: 84 mm Presin mxima de inyeccin: 175 Mpa
Cambio a control por presin: 96,4 % del volumen de inyeccin
Presin de mantenimiento: 70 MPa (cte.)
Tiempo de mantenimiento: 9 s Fuerza mxima de cierre : 175 Ton
Tiempo de enfriamiento: 40 s
Tiempo de apertura y expulsin: 10 s
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
105/129
Desplazamiento total
1,25 mm en partes superior e inferior de la base
0,6 mm en los laterales de la base
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
gg
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
106/129
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
107/129
Contraccin volumtrica final
9,8 % en partes superior e inferior de la base, y 9,5 % en elresto de la misma
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
108/129
Temperatura del fundido al final del llenado
Gran diferencia de temperaturas entre las distintas zonas de la
pieza al acabar la inyeccin (222-273 C)
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
109/129
Aires atrapados
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Diseooriginal: resultadosDiseooriginal: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
110/129
Lneas de unin y soldadura
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Caso 4: restriccionesimpuestasporlaempresaCaso 4: restriccionesimpuestasporlaempresa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
111/129
Imposibilidad de modificar la geometra de la pieza Imposibilidad de modificar el molde y la geometra de refrigeracin
Utilizacin de los medios existentes en la empresa
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SolucindeempresaSolucindeempresa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
112/129
Modificacin de los parmetros de proceso:
Temperatura del fluido refrigerante: 135 C Caudal del fluido refrigerante: 50 L/min
Mquina de inyeccin: Engel 400
Velocidad de inyeccin: perfil de velocidades recomendado
Presin mxima de inyeccin: 180 Mpa Presin de mantenimiento: 170 MPa (cte.)
Tiempo de mantenimiento: 30 s
Fuerza de cierre mxima: 400 Ton
Tiempo de enfriamiento: 50 s Tiempo de apertura y expulsin: 10 s
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
113/129
Desplazamiento total
0,3-0,35 mm en partes superior e inferior de la base 0,1 mm en los laterales de la base
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
114/129
Contraccin volumtrica final
V
alores mximos de 3,5-3,9 % en la base de la pieza
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeempresa: resultadosSolucindeempresa: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
115/129
Temperatura del fundido al final del llenado
Disminucin de la diferencia de temperatura entre las distintaszona de la pieza: 266-278 C
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
SolucindeingenierilSolucindeingenieril
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
116/129
Modificacin de la geometra de refrigeracin (recomendada porel programa)
Mismos parmetros de proceso que en solucin de empresa
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeingenieril: resultadosSolucindeingenieril: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
117/129
Desplazamiento total
0,3-0,33 mm en las zonas superior e inferior de la base 0,08-0,1 mm en los laterales de la base
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Solucindeingenieril: resultadosSolucindeingenieril: resultados
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
118/129
Contraccin volumtrica final
3,3-3,5 % en la base
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Caso 4: tablacomparativaCaso 4: tablacomparativa
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
119/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Parmetro M. original M. optimiz. M. o. refrig
Despl. mx. 0,61,25 mm 0,1 0,3 mm 0,08-0,3 mmt. ciclo 60 s 91 s 91 s
t. llenado 2,5 s 0,5 s 0,5 s
P. iny. mx. 33,6 MPa 53 MPa 53 MPaF. cierre 128 Ton 325 Ton 325 Ton
Rango T iny. 221-273 C 266-278 C 266-278 C
Contrac. mx 9,8 % 3,9 % 3,5 %
Contrac. mn 2,6 % 0,56 % 0,51 %
Peso final 145,8 g 155,3 g 155,3 g
ComparacinsimulacinvspiezasinyectadasComparacinsimulacinvspiezasinyectadas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
120/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Realizacin de las
medidas Medidas de
desplazamientosrealizadas en los
puntos indicados en eldibujo
Disponibilidad de dosmquinas: ENGEL 125
y ENGEL 175
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
ComparacinsimulacinvspiezasinyectadasComparacinsimulacinvspiezasinyectadas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
121/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccin en la mquina ENGEL 125
No se puede llegar a las condiciones propuestas: Fuerza de cierre limitada: F = 125 Ton
Presin de mantenimiento: P = 100 MPa
Tiempo de mantenimiento: t = 10 s
Velocidad de inyeccin: v = 65 mm/s (cte.) Caudal de fluido refrigerante:Q = 25 L/min
Temperatura refrigerante: T = 90 C
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccinenla mquina ENGEL 125Inyeccinenla mquina ENGEL 125
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
122/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Desplazamiento total
0,6 mm en laterales de la base 1,08 mm en extremos superior e inferior
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccinenla mquina ENGEL 125Inyeccinenla mquina ENGEL 125
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
123/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Comparacin de desplazamientos con la pieza real (eje a)
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Desplazamiento en el eje a
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,
0,
0,5
0,6
0,7
0,8
0 20
0 60 80 100 120 1
0 160
Distancia a la base de la p ieza (mm)
---Pieza real
---Simulacin
Inyeccinenla mquina ENGEL 125Inyeccinenla mquina ENGEL 125
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
124/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Comparacin de desplazamientos con la pieza real (eje b)
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Des z m e os e e eje b
2
1
1
2
5
2 1 12 1 1
D s b se de ez mm
Des
z
m
e
oe
os
o
s
m
dose
ez
mm
---Pieza real
---Simulacin
ComparacinsimulacinvspiezasinyectadasComparacinsimulacinvspiezasinyectadas
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
125/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccin en la mquina ENGEL 175
Se sigue sin llegar a las condiciones propuestas, pero sonms aproximadas: Fuerza de cierre F = 175 Tonf
Presin de mantenimiento P = 95 MPa
Tiempo de mantenimiento t = 30 s Caudal de fluido refrigerante Q = 25 L/min
Temperatura refrigerante T = 90 C
Perfil de velocidades:
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
126/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Desplazamiento total
0,4 mm en los laterales de la base 0,87 mm en extremos superior e inferior de la base
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
127/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Comparacin de desplazamientos con la pieza real (eje a)
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Despl z ien os en el e e
,
- ,1
,1
,
,
,
,5
,
,
1 1 1 1
D is n i l se
Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5Inyeccinenla mquina ENGEL 1 5
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
128/129
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Comparacin de desplazamientos con la pieza real (eje b )
Curso Moldflow 3.0: casos prcticos resueltos con C-MOLD
Despl mientosenel eje
,2
,1
,1
,2
,3,4
,5
5 1 15Distanciaa la ase mm
ConclusionesConclusiones
-
8/6/2019 PRESENTACIN DOCENCIA SIMULACION
129/129
Aumentar presin y tiempo de mantenimiento Introducir un perfil de velocidades de inyeccin ptimo Modificar los parmetros del fluido refrigerante Utilizar la mquina disponible de mayor tamao
Aumento del tiempo de ciclo (de 60 a 91 s) Similitud de resultados entre pieza real y modelo simulado:
validez de programas de simulacin numrica
FIN CASO 4FIN CASO 4
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