借助虚拟DoE 优化设计套模,实现不同型腔的均衡填充

作者:本刊编译(原文来自SIGMA Engineering公司) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2018-11-19
在Fakuma 2018展会中,德国SIGMA Engineering公司展示了其SIGMASOFT® Autonomous Optimization自主优化技术的最新应用。

在Fakuma 2018展会中,德国SIGMA Engineering公司展示了其SIGMASOFT® Autonomous Optimization自主优化技术的最新应用。利用该新的模拟方法(现在包含在SIGMASOFT® Virtual Molding 虚拟成型技术中),用户可以定义一个特殊的目标,比如多个型腔的均衡填充,然后只需采用多个变量进行计算,就能通过仿真,为实现这一目标而确定优化的配置。

通过对基于特定值的不同配置进行比较,用户显著缩短了寻找最佳结果的时间。这不仅将试验出错而获取经验的方法从注塑机转移到了计算机上,而且还将出错率降至最低,因为软件为用户作出决定以对形状或工艺进行变更提供了帮助。

现有的一个例子是,一副套模中的不同型腔,所成型的部件拥有完全不同的形状、大小和壁厚,因此,如果采用原来的流道系统,会导致非常不均衡的填充,这样,甚至一个单独的部件,都有可能影响整个生产效率。为实现套模中各不同型腔所成型部件的均衡填充,有必要对流道系统进行优化。

作为Autonomous Optimization自主优化的一个组成部分,虚拟DoE(Design of Experiments的简称)能够被用来优化设计,实现上述套模所有型腔的均衡填充。首先,确定可调节的几何参数,如图1所示,包括:主流道上局部增加的厚度所拥有的长度、底流道的半径以及各侧流道的起点(即从主流道分出的地方),均被指定为自由度。此外,需要定义期望的目标值,即最大程度地减小单个部件填充时间的差异以及低填充压力的差异。

图1 首先为虚拟DoE定义几何变量的4个自由度:侧流道的起点(蓝色和黄色)、底流道的直径(黄色)和主流道厚度的局部增加(绿色)
图1 首先为虚拟DoE定义几何变量的4个自由度:侧流道的起点(蓝色和黄色)、底流道的直径(黄色)和主流道厚度的局部增加(绿色)

在借助虚拟DoE计算出所有的几何变量后,对这些几何变量所带来的填充时间的差异进行比较和评价。如图2的左图所示,计算出的所有几何变量都用有色线表示,专列描述的是自由度和目标值,以及它们可能的特征。然后,用户利用专列的滑块将目标值限定为期望值,以识别最优的变量,如图2的右图所示。

图1 首先为虚拟DoE定义几何变量的4个自由度:侧流道的起点(蓝色和黄色)、底流道的直径(黄色)和主流道厚度的局部增加(绿色)图2 在评估中,每个几何变量都由一条线表示,垂直的滑块显示的是自由度和目标值(左图) ,用户可以通过滑块来缩小自由度和目标值,从而找出理想的变量(右图)

在此例子中,填充压力应低于600 bar,而每个型腔填充时间的最大差异为0.1s。如图3所示,由此确定的流道设计显著提升了每个型腔的填充均衡性。随后,这些几何参数可作为对模具和工艺配置进行更详细优化的依据。

图3 对设计的优化令所有的型腔实现了均衡的填充和几乎均衡的填充时间
图3 对设计的优化令所有的型腔实现了均衡的填充和几乎均衡的填充时间

总之,凭借包含在SIGMASOFT® Autonomous Optimization自主优化中的虚拟DoE方法,用户可以非常轻松地检查几何参数的变化,同时可以评估这一变化对所确定目标(如多个型腔填充时间或填充压力的差异)的影响。据此,用户能够非常快速而安全地找到理想的流道设计来满足他们的要求,即使他们的模具中各型腔成型的部件具有很大的差异也同样如此。

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