Moderní design nástroje pro výrobu plastové přepravky
Autor: WADIM PLAST Sp. z o. o.
Lidstvo prochází evolucí od počátku svého vývoje. Vyvíjí se nejen člověk sám, ale i jeho prostředí. Nové podmínky skýtají nové možnosti, ale také vytvářejí nové problémy. Obecně můžeme říci, že „rosteme“ stále rychleji a trávíme stále méně času tím, čím se naši předkové zaobírali často celý život.
To stejné se týká inženýrských témat, včetně konstrukce vstřikovacích forem. Vývoj „prostředí“ a rostoucí požadavky zákazníka kladou stále větší tlak na oddělení designu, která se tak musí neustále rozvíjet. Je třeba vyrábět rychleji, levněji a spolehlivěji – zkrátka lépe. Moderní konstruktér forem tak zdaleka není jen „strojní inženýr s mnohaletou praxí v CAD systémech“, ale pokročilý analytik se znalostí technologie vstřikování plastů a obrábění. Příprava dokumentace k formě – často daleko složitější než dříve – nyní musí proběhnout v mnohem kratší době. Na dnešní vstřikovací formy jsou kladeny vyšší požadavky, například v podobě úpravy pro vícekomponentní vstřikování nebo možnosti kompletace ve formě. Vyšší požadavky se týkají i koncového výrobku, který má být lehčí a z levnějšího materiálu, ale současně by měl mít stejné mechanické vlastnosti jako jeho předchůdci.
V tomto nelehkém úkolu přicházejí konstruktérům forem na pomoc výrobci softwarových nástrojů CAE, nabízející stále dokonalejší řešení. Nástroje pro simulační analýzu vstřikování, které byly dříve výsadou technických vysokých škol a vědeckovýzkumných pracovišť, má nyní k dispozici každé moderně vybavené oddělení designu. Jedná se nejen o software pro analýzu toku materiálu ve formě a deformace výlisku (Cadmould), ale i o strukturně-analytické nástroje pro zkoušení tuhosti forem a/nebo výlisků. Navíc máme k dispozici celou řadu specializovaného softwaru. Zatímco dříve byla nutná pokročilá znalost analýzy metodou konečných prvků, nyní jsou na trhu programy pro 3D CAD modelování s integrovanými nástroji pro analýzu. Práce v CAD/CAE prostředí je jednoduchá a odpadá tím nutnost převádět 3D modely z jednoho programu do jiného. V porovnání s nejmodernějšími programy používanými pro vědecký výzkum jsou možnosti těchto nástrojů sice značně omezené, ale pro běžnou inženýrskou práci bohatě postačují.
Firma Wadim Plast se již mnoho let zabývá vývojem vstřikovacích forem pro výrobu plastových přepravek. Během těchto projektů byla celá řada forem vytvořena s pomocí simulační analýzy a následných praktických zkoušek. Několik forem nyní úspěšně slouží koncovým zákazníkům. Každý další projekt se zdokonaluje na základě zkušeností z práce na předešlých nástrojích. Optimalizují se nejen mechanická řešení použitá ve formě, ale i design chladicího systému, materiály a typ pohonu.
Nejnovější vstřikovací forma pro výrobu plastové přepravky má kompaktní charakter a lze pro ni použít stroj s uzavírací silou 280 tun. Konkurenční řešení přitom vyžadují uzavírací sílu 450 tun.
Pro srovnání: „první generace” forem od firmy Wadim Plast fungovala na stroji 350 tun. Díky numerické analýze bylo dosaženo srovnatelné tuhosti desek jako u nástrojů o mnohem větších rozměrech. Podobného výsledku bychom však nikdy nedocílili bez moderních materiálů pro konstrukci forem, jako například specializované oceli s vysokou tepelnou vodivostí (cca 66 W/mK), ani bez moderního elektrického servomotoru pro snadnou výměnu formy. Nepodcenili jsme ani technologickou propracovanost formy. Původní složité a nákladné chladicí systémy, které byly navíc náročné na výrobu, byly nahrazeny zjednodušenou variantou s garantovanou opakovatelností doby cyklu. Pro uvedený systém jsme se rozhodli
na základě tepelných analýz s přesnou simulací šíření tepla ve formě.
Podobné projekty jsou možné díky implementačnímu centru firmy Wadim Plast, které sestavuje kompletní výrobní linky. My poté zajistíme, aby výroba fungovala tak, jak má. Celý tým spolupracuje jak na vytvoření kvalitního produktu, tak i na optimálním řízení projektu a výrobního procesu
Přednášku si můžete poslechnout na YouTube kanálu JAN SVOBODA s.r.o.
ww.jansvoboda.cz
www.konfigurator.jansvoboda.cz
