Validazione del canale freddo mediante simulazione

Oltre a un significativo risparmio di materiale, l'uso di un canale freddo nello stampaggio a iniezione di elastomeri presenta numerosi vantaggi tecnici. Vediamo in che modo la moderna simulazione di processo con Sigmasoft Virtual Molding aiuta a sviluppare, ottimizzare e convalidare questi sistemi complessi proposti dal fornitore austriaco Maplan

Oltre a un significativo risparmio di materiale, l'uso di un canale freddo nello stampaggio a iniezione di elastomeri presenta numerosi vantaggi tecnici. Ad esempio, spesso è possibile eliminare una linea di separazione, necessaria per la sformatura delle materozze, rendendo il processo più efficiente. Il rischio di bruciature è notevolmente ridotto dall'eliminazione di un canale caldo e, di conseguenza, è generalmente possibile operare a temperature più elevate con tempi di riempimento e riscaldamento più brevi. I l drastico aumento dei prezzi delle materie prime e dell'energia rende l'uso della tecnologia dei canali freddi ancora più interessante dal punto di vista economico. L o sviluppo della tecnologia dei canali freddi all’interno dell’azienda è complesso e spesso non è redditizio, soprattutto per le piccole serie e gli stampi singoli. Fortunatamente sono disponibili sul mercato molti sistemi standardizzati per diverse configurazioni individuali.

I l fornitore austriaco Maplan offre, oltre alle proprie presse a iniezione, una tecnologia di canali freddi avanzata e su misura. Questo articolo mostra come la moderna simulazione di processo con Sigmasoft Virtual Molding aiuta a sviluppare, ottimizzare e convalidare questi sistemi complessi.

I Modelli Proposti Da Maplan

A seconda dell'uso previsto e delle applicazioni pianificate, Maplan offre diversi modelli di canali freddi:

- MAP.crb slim, sistema a canale freddo snello e facile da installare senza piastra di riscaldamento separata;

- MAP.crb S olid o Solid+, il classico canale freddo forato con un canale di distribuzione rettangolare, progettato specialmente per le pressioni di iniezione più elevate. MAP.crb Solid+ permette di regolare meccanicamente la portata;

- MAP.crb Split, questo canale freddo separabile ha un canale di distribuzione curvo ed è molto facile da pulire;

- MAP.crb pinpoint, il sistema di chiusura più vicino alla cavità, con la tecnologia di chiusura a valvola a spillo idraulica.

P er una migliore comprensione, le due varianti S olid+ e Split sono state confrontate con l'aiuto della simulazione del processo e valutate in combinazione con lo stampo riscaldato.

Lo stampo analizzato dal centro tecnico Maplan dispone di 8 cavità con un peso complessivo della stampata di 288 g. Il materiale di prova è un EPDM con 60 Shore A.

Lo stampo non mostra differenze nelle prestazioni termiche quando viene assemblato con entrambe le varianti di canale freddo. L'immagine in apertura mostra lo stampo riscaldato dalla piastra inferiore al termine della fase di riscaldamento. Questa vista è tagliata attraverso gli ugelli del canale freddo. La separazione termica tra il piano di riscaldamento del canale freddo e il blocco del canale freddo funziona in modo eccellente ed è ben visibile qui.

DIFFERENZE NEL DETTAGLIO

N ella Figura 1, i due blocchi a canali freddi vengono confrontati tra loro e vengono evidenziate le differenze dovute alle loro caratteristiche costruttive. Il canale freddo MAP.crb Solid+ è dotato di fori diritti con canali di distribuzione rettangolari ed è adatto a pressioni di iniezione elevate. Il cana - le freddo MAP.crb, invece, ha un design separabile che rende accessibile il collettore del canale freddo. Oltre a facilitare la pulizia, consente anche un facile accesso al sistema di distribuzione orizzontale.

Con la simulazione, è facile esaminare gli ugelli del canale freddo in modo più dettagliato. Particolarmente importante è il profilo della temperatura nel processo. Per i due canali freddi vengono utilizzati ugelli diversi. La velocità del flusso nella variante Split è maggiore (a destra) rispetto al canale solido+ (a sinistra), poiché i canali hanno diametri diversi.

Dalle Aziende

P er un'ulteriore indagine sugli ugelli, illustrati nella Figura 2, è stato controllato il grado di reticolazione nelle punte degli ugelli e nella materozza. È evidente che l'ugello è ottimamente coibentato in entrambi i casi, poiché non c'è materiale che inizia a reticolare all'interno prima della sformatura. A nche la materozza persa viene rimossa durante la sformatura. Q uando si analizzano i canali freddi, è importante verificare la presenza di ostruzioni al flusso o agli angoli morti nei canali. Con Sigmasoft Virtual Molding è possibile avere una visione dell'interno dei canali e individuare le aree in cui il materiale più vecchio può potenzialmente accumularsi. La Figura 3 mostra l'età del materiale di entrambe le versioni a confronto. L'età del materiale è il tempo trascorso da quando la particella di materiale ha lasciato l'ugello della macchina. Rispetto ai canali curvi della versione Split, le forature diritte della versione Solid+ sono chiaramente riconoscibili in questa vista. Non sono rilevabili aree di potenziali punti morti.

U n modo ancora migliore per la visualizzazione è l'uso di tracciatori di flusso nella simulazione (non mostrati qui). Essi consentono di mostrare il flusso reale tracciando molte particelle di materiali diversi.

P er la convalida degli stampi a canale freddo, la perdita di pressione nel blocco del canale freddo è un parametro importante. Le Figure 4 e 5 mostrano la perdita di pressione per entrambe le versioni Split e S olid+.

I n questo confronto, le scale sono state standardizzate al punto di iniezione della cavità per una migliore comparabilità delle condizioni di pressione. Il MAP.crb Solid+ ha una perdita di pressione interna maggiore rispetto ai canali di distribuzione aerodinamici del MAP.crb Split. Il diametro notevolmente ridotto della punta dell'ugello (vedi Figura 2) aumenta ulteriormente il requisito di pressione. Nel complesso, il design S olid+ comporta un requisito di pressione più elevato, che non è un vero problema per le unità di iniezione tipiche delle macchine di questa dimensione. Ciò è dovuto in gran parte alla possibilità di regolare meccanicamente il flusso volumetrico.

È possibile eseguire i test approfonditi con il proprio materiale nel centro tecnico del fornitore. Tuttavia, questo non rende sufficiente la validità tecnica dell'implementazione. Un blocco a canale freddo può essere convalidato solo se assemblato con uno stampo riscal - dato. Ma il pezzo stampato designato (il cui stampo non è ancora stato costruito) non ha nulla in comune con lo stampo di prova disponibile. La simulazione con il proprio stampo, invece, consente di individuare tempestivamente il potenziale di ottimizzazione e di stimare correttamente la finestra di processo, il tempo di vulcanizzazione e la dimensione del lotto. I vantaggi e gli svantaggi delle versioni valutate sopra e i loro effetti sulla propria produzione possono essere valutati per il calcolo del ritorno dell'investimento prima di effettuare gli investiment i. u