Ulepszone możliwości symulacji wtrysku polimerów w nowej wersji Moldex3D cz.3
Moldex3D to profesjonalne oprogramowanie CAE do symulacji procesów przetwórczych tworzyw polimerowych, zarówno termoplastycznych, jak i reaktywnych. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom stosowane jest ono z powodzeniem w wielu branżach przemysłowych, w których wykorzystuje się produkty polimerowe. Najnowsza wersja programu Moldex3D, oznaczona symbolem R14, przynosi kolejne funkcjonalności i udogodnienia, które zwiększają jakość prowadzonych analiz, przy jednoczesnym skróceniu czasu ich przygotowania.
W poprzednich częściach pisaliśmy o nowych rozwiązaniach związanych z przygotowaniem wysokiej jakości siatki elementów skończonych oraz możliwościach podstawowych modułów obliczeniowych systemu. W niniejszym artykule zaprezentowane zostaną nowe rozwiązania zastosowane w modułach dodatkowych Moldex3D R14, znacząco rozszerzających zakres dostępnych w systemie analiz.
W 14. wersji programu Moldex3D ulepszono moduł analizy orientacji włókien Fiber poprzez zastosowanie nowego, opatentowanego modelu obliczeniowego Moldex3D iARD-RPR, z domyślnymi nastawami optymalnymi dla krótkich i długich włókien. Dzięki temu Moldex3D R14 zwiększa dokładność analizy orientacji o co najmniej 20% w porównaniu z poprzednią wersją.
![Poprawa dokładności analizy orientacji włókien wypełniacza w Moldex3D R14](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_1_-Poprawa-dokladnosci-analizy-orientacji-wlokien-wypelniacza-w-Moldex3D-R14.png)
Specjalizowany moduł do szczegółowej analizy pracy układów gorącokanałowych Advanced Hot Runner został wzbogacony o nowy typ analizy: Hot Runner Steady (HRS). Analiza ta pozwala na znacznie szybsze uzyskanie informacji nt. rozkładu temperatury, ciśnienia i natężenia przepływu w złożonych układach gorącokanałowych w stanie ustalonym cyklu formy, dzięki wyeliminowaniu potrzeby przeprowadzania pełnej analizy wypełnienia formy.
![Uruchamianie i wyniki nowego typu analizy: Hot Runner Steady](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_2_Uruchamianie-i-wyniki-nowego-typu-analizy-Hot-Runner-Steady.png)
![Porównanie czasu obliczeń analizy HRS ze standardową analizą wypełniania](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_3_Porownanie-czasu-obliczen-analizy-HRS-ze-standardowa-analiza-wypelniania.png)
W module Powder Injection Molding (PIM) zmniejszono zależność wyników analizy od współczynnika tarcia cząstek i zmniejszono liczbę niezbędnych parametrów proszku. Zmianie uległa domyślna wartość współczynnika tarcia cząstek, ułatwiając uzyskanie klarownych wyników koncentracji proszku.
![Ulepszona wizualizacja obszarów koncentracji proszku w procesie PIM](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_4_Ulepszona-wizualizacja-obszarow-koncentracji-proszku-w-procesie-PIM.png)
W modułach Injection Compression Molding (ICM) i Microcellular Injection Molding (MCIM) dodano możliwość wykonania symulacji z zastosowaniem polimerów termoutwardzalnych.
Analizy optymalizacyjne DOE (Design of Experiment) w module Expert rozszerzono o wskaźniki związane z materiałami utwardzalnymi. Można je stosować zarówno w procesach formowania wtryskowego, jak i transferowego.
![Nowe wskaźniki analizy DOE dla tworzyw reaktywnych](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_5_Nowe-wskazniki-analizy-DOE-dla-tworzyw-reaktywnych.png)
W module Gas-Assisted Injection Molding (GAIM) ulepszono algorytm przewidywania obszaru penetracji gazu wewnątrz wypraski.
![Poprawa dokładności predykcji rozkładu gazu wewnątrz wypraski polimerowej](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_6_Poprawa-dokladnosci-predykcji-rozkladu-gazu-wewnatrz-wypraski-polimerowej.png)
W module IC Packaging ulepszono przewidywanie koncentracji wypełniacza podczas wtrysku korpusów układów scalonych. Usprawniono również analizę odpowietrzenia poprzez lepsze uwzględnienie oporu powietrza.
![Poprawa dokładności analizy odpowietrzenia podczas symulacji wtrysku korpusów układów scalonych](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_7_Poprawa-dokladnosci-analizy-odpowietrzenia-podczas-symulacji-wtrysku-korpusow-ukladow-scalonych.png)
W Moldex3D R14 rozszerzono pakiet dostępnych modułów dodatkowych o dwa nowe produkty. Pierwszym z nich jest Resin Transfer Molding (RTM). Jest to moduł do symulacji procesu wypełniania formy podczas wytwarzania materiałów kompozytowych, który uwzględnia strukturę i orientację włókien wzmacniających w postaci maty ułożonej wewnątrz formy. Moduł umożliwia optymalizację procesu również poprzez analizę wpływu czasu otwarcia poszczególnych dysz wlewowych oraz analizę działania układu odpowietrzenia.
![Wpływ orientacji włókien maty wzmacniającej na profil przepływu tworzywa w procesie RTM](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_8_Wpływ-orientacji-wlokien-maty-wzmacniajacej-na-profil-przeplywu-tworzywa-w-procesie-RTM.png)
![Rozpływ tworzywa w gnieździe formy w procesie RTM z sekwencyjnie otwieranymi dyszami (porównanie z procesem rzeczywistym)](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_9_Rozplyw-tworzywa-w-gniezdzie-formy-w-procesie-RTM-z-sekwencyjnie-otwieranymi-dyszami.jpg)
Digimat-RP to nowy moduł Moldex3D opracowany wspólnie z firmą e-Xstream Engineering, światowym liderem w zakresie oprogramowania do modelowania zaawansowanych materiałów kompozytowych. Umożliwia on łatwe przygotowanie dokładnego modelu materiałowego do dalszych analiz strukturalnych FEA dla wyrobów wykonywanych z tworzyw wzmacnianych włóknami. Uzyskany w Digimat-RP nieliniowy model materiału polimerowego, uwzgledniający orientację włókien obliczoną przez moduł Moldex3D Fiber, może być wykorzystywany do precyzyjnych analiz strukturalnych w najpopularniejszych systemach obliczeniowych, takich jak Abacus, Ansys, LS-Dyna, Nastran, Marc oraz Radioss.
![Schemat przygotowania dokładnego modelu materiałowego do analiz strukturalnych tworzyw wzmacnianych włóknem](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_10_Schemat-przygotowania-dokladnego-modelu-materialowego-do-analiz-strukturalnych-tworzyw-wzmacnianych-wloknem.jpg)
![Dokładniejsze wyniki analiz strukturalnych dzięki przygotowaniu modelu materiałowego w Moldex3D Digimat-RP](https://gmsystem.pl/wp-content/uploads/Rys_11_-Dokladniejsze-wyniki-analiz-strukturalnych-dzieki-przygotowaniu-modelu-materialowego-w-Moldex3D-Digimat-RP.jpg)
Zaprezentowane w niniejszym artykule nowe funkcjonalności i opcje modułów dodatkowych programu Moldex3D przyczyniają się do znacznego zwiększenia dokładności przeprowadzanych analiz oraz poszerzenia zakresu zastosowania symulacji o kolejne specyficzne procesy przetwórcze tworzyw polimerowych. Dzięki temu oprogramowanie Moldex3D ułatwia wykrywanie potencjalnych problemów technologicznych już na wczesnych etapach projektu i umożliwia szybszą optymalizację projektowanych procesów.
opracował
Piotr Menchen
piotr.menchen@gmsystem.pl