Основные программные модули — Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard, Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium и Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate позволяют выполнить моделирование различных процессов формования полимерных материалов.
Для работы с основными модулями необходима лицензия на пре-/постпроцессор Autodesk Simulation Moldflow Synergy (поставляется как отдельный продукт).
Модуль Autodesk Simulation Moldflow CAD Doctor помогает устранить дефекты CAD-моделей. Распространяемый бесплатно модуль Autodesk Simulation Moldflow Communicator обеспечивает удобный доступ партнеров к результатам анализа.
Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard 2014
Модуль Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard предназначен для анализа стадий заполнения, уплотнения и охлаждения в форме при литье термопластичных материалов под давлением, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.
Анализ заполнения полости расплавами термопластов
Для выполнения анализа в Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard необходимо задать места впуска, выбрать марку материала из базы данных, определить технологические параметры процесса (температуры расплава и формы
Моделирование стадии заполнения литьевой формы может быть проведено с применением нескольких алгоритмов, в том числе — при разнице температур между матрицей и пуансоном, а также для различных материалов формообразующих деталей (ФОД). При 3D-моделировании можно учесть инерцию и гравитацию, расположение и геометрию воздухоотводов, процесс вытеснения воздуха из формующей полости движущимся потоком расплава, спрогнозировать недолив, вызванный запиранием воздуха в полости формы.
Анализ с автоматической оптимизацией скорости впрыска помогает выбрать оптимальные условия заполнения литьевой формы. В анализе с планированием эксперимента можно определить факторы, оказывающие наибольшее влияние на процесс литья конкретного изделия (анализ чувствительности Тагути), или найти оптимальные условия (анализ с применением центрального композиционного плана) с учетом взаимовлияния параметров процесса.
Условия стадии впрыска, задаваемые для анализа, соответствуют возможностям современных литьевых машин: в частности, могут использоваться различные способы задания профиля скорости впрыска, условий переключения на режим управления давлением.
Предусмотрена возможность анализа с автоматическим выбором места впуска, построением «окна переработки», автоматической балансировкой литниковых каналов.
Построение модели литниковой системы осуществляется как в автоматическом, так и в ручном режимах. Расчет литниковых каналов может быть выполнен для необогреваемых (холодноканальных), обогреваемых (горячеканальных, в том числе — запирающихся) и комбинированных (холодноканальных и горячеканальных) литниковых систем, горячеканальных систем с последовательным впуском («каскадное» литье) и, кроме того, для систем с «динамическим» управлением давлением расплава непосредственно в горячеканальном сопле (технология Dynamic Feed). При моделировании горячеканальной литниковой истемы можно учесть конструкцию электрического нагревателя (в том числе — со встроенным датчиком температуры) и метод управления температурой, соответствующий возможностям применяемого оборудования.
Графические результаты анализа содержат подробную информацию о процессе заполнения литьевой формы, включая распределение температуры и давления расплава, напряжения и скорости сдвига, время охлаждения, вязкость, плотность, а также расположение спаев и мест запирания воздуха, зависимости от времени распорного усилия, давления, температуры и др.
Анализ уплотнения и охлаждения в форме
Анализ уплотнения и охлаждения в форме в Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard включает моделирование стадий выдержки под давлением и выдержки на охлаждение при литье термопластов. Анализ может проводиться при постоянном давлении выдержки или с использованием ступенчатого профиля, а также профиля с линейным изменением давления выдержки.
В результате моделирования рассчитываются характеристики процесса уплотнения и охлаждения отливки, такие как объемная усадка, температура отливки, прогнозируемые утяжины
Задачи, решаемые при моделировании литья термопластов
Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard используется для широкого круга практических задач при выборе конструкторских решений в процессе проектирования литьевого изделия или формы, при проверке на технологичность разработанной конструкции или при анализе причин брака и поиске способа его устранения для готовой литьевой формы.
Решаемые задачи включают оптимизацию конструкции (например, толщин) литьевого изделия, обеспечивающую оптимальные технологические условия процесса, выбор мест впуска, оптимизацию литниковой системы, расчет времени цикла, оптимизацию технологического режима впрыска, выбор и замену материала (по технологическим параметрам), выбор и замену термопластавтомата, оценку экономической эффективности конструктивно-технологических решений. В ходе анализа можно рассмотреть различные варианты конструкции изделия и литниковой системы формы, спрогнозировать многие виды дефектов изделий, такие как недолив, облой, некачественные спаи и др.
Анализ специальных технологий литья
Ряд специальных технологий литья может быть смоделирован в Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard. К таким технологиям относятся некоторые варианты двуцветного или двукомпонентного литья.
Моделирование двуцветного или двукомпонентного литья может быть использовано в случае, когда второй компонент впрыскивается в форму с закладным элементом из первого компонента или при последовательном впрыске первого и второго компонентов в одном литьевом цикле.
Анализ течения и отверждения реактопластов и резин
В анализе течения и отверждения реактопластов и резин моделируются процессы литья под давлением, литьевого формования (RIM, SRIM, RIM-MBI) и литьевого прессования.
Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium 2014
Модуль Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium предназначен для анализа стадий заполнения, уплотнения и охлаждения в форме при литье термопластичных материалов под давлением, анализа охлаждения литьевой формы, анализа коробления, анализа линейной усадки, анализа кристаллизации, анализа ориентации волокнистого наполнителя, анализа разрушения волокнистого наполнителя, анализа с автоматической оптимизацией профилей скорости впрыска и давления выдержки, прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации, анализа деформаций знаков и пуансонов, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.
Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium включает Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard и предоставляет рассмотренные ниже дополнительные возможности.
Дополнительные возможности для анализа заполнения и уплотнения
Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium позволяет выполнить анализ с автоматической оптимизацией профилей скорости впрыска и давления выдержки с учетом количества ступеней и других особенностей системы управления литьевой машины.
Анализ охлаждения литьевой формы
В анализе охлаждения литьевой формы моделируется процесс теплопереноса между отливкой и формой с учетом конструкции системы охлаждения, материалов формы, свойств хладагента и других факторов, влияющих на процесс отвода тепла от отливки.
Для анализа охлаждения применяется модель литьевой формы с внешней границей, контурами охлаждения и линиями разъема. Модель охлаждающих контуров может включать соединенные шлангами охлаждающие каналы (в том числе — каналы с фонтанирующей трубкой и перегородкой), изготовленные из различных материалов закладные элементы: вставки изделия (извлекаются вместе с отливкой) и формы (не извлекаются). При анализе может учитываться предварительный нагрев закладных элементов.
Наряду с обычными охлаждающими каналами с одномерным течением хладагента могут использоваться охлаждающие каналы произвольной формы с трехмерным течением хладагента. В последнем случае для моделирования 3D-течения хладагента в канале необходима лицензия на Autodesk Simulation CFD.
Анализ охлаждения литьевой формы позволяет учесть влияние неравномерности охлаждения на процесс литья, оптимизировать конструкцию охлаждающих каналов и технологический режим охлаждения формы (расход и температуру хладагента) для обеспечения эффективного и равномерного охлаждения отливки и сокращения литьевого цикла, определить требования к термостату формы.
Моделирование может выполняться для стационарных и нестационарных условий соответственно с использованием методов граничных элементов и конечных элементов. При моделировании в стационарных условиях учитывается среднее в цикле литья распределение температуры формующей поверхности. Анализ в нестационарных условиях позволяет учесть влияние на процесс литья изменения температуры формующей поверхности в литьевом цикле, а также оценить время выхода на стабильный тепловой режим литьевой формы при запуске процесса.
Анализ коробления
Анализ коробления включает анализ устойчивости, анализ линейных и нелинейных деформаций отливки, а также анализ причин коробления. Расчеты могут проводиться с использованием методов остаточных деформаций или остаточных напряжений.
Анализ линейной усадки
В анализе линейной усадки рассчитываются значения технологической усадки и оценивается возможность использования средних значений усадки для изготовления ФОД с учетом допусков на размеры литьевого изделия. Пользователь может определить распределение усадки по изделию, найти средние значения усадки в направлении осей координат и по всему изделию, а также усадку между узлами отливки.
Прогнозирование поведения литьевого изделия при эксплуатации
Прогнозирование поведения литьевого изделия в условиях эксплуатации производится при статических кратковременных и долговременных (анализ ползучести) нагрузках для изотропного или анизотропного полимерного материала.
Анализ ориентации волокнистого наполнителя и расчет свойств композита
Данный вид анализа применяется для полимерных материалов, содержащих короткое или длинное жесткое волокно (стекловолокно, углеродное волокно и др.). Анализ позволяет спрогнозировать ориентацию частиц наполнителя в полимерной матрице, а также определить механические и термомеханические характеристики полученного композита, такие как продольный и поперечный модули упругости и сдвига, коэффициент термического расширения. Эти данные применяются для анализа усадки, коробления и прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации с учетом анизотропии материала, вызванной ориентацией наполнителя.
Расчет модулей упругости композита может выполняться с использованием нескольких микромеханических моделей: Халпина-Тсая, Кренчела, Кокса, Огоркиевича-Вейдмана-Конто, Мори-Танаки, Тандона-Венга. Для расчета коэффициентов термического расширения композита применяются модели Шапери, Шамберлайна и Розена-Хашина.
Анализ разрушения волокнистого наполнителя
Анализ разрушения длинного волокна в литниковой системе и полости формы при продольном изгибе и под действием напряжений сдвига в процессе течения расплава проводится с использованием статистического подхода.
Анализ кристаллизации
Расчет кристаллизации на стадиях заполнения формы, уплотнения и охлаждения в форме позволяет учесть тепловой эффект кристаллизации в тепловом балансе системы, зависимость скорости кристаллизации от температуры, давления и скорости течения расплава (явление ориентационной кристаллизации). Результаты анализа кристаллизации включают распределения степени кристалличности, степени ориентации кристаллической части, продольного и поперечного модуля упругости, рассчитанного с учетом влияния кристаллизации.
Анализ деформаций знаков и пуансонов
Данный вид анализа предназначен для расчета деформаций знаков и пуансонов под действием неравномерного распределения давления в полости формы на стадиях заполнения и уплотнения.
Анализ специальных технологий литья
Модуль Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium позволяет выполнить анализ литья с вариотермическим термостатированием («пульсирующим охлаждением») формы.
При анализе литья на подложку (полимерную пленку, ткань и др.) учитывается влияние теплофизических характеристик материала подложки и ее толщины на неравномерность отвода тепла от формуемого изделия.
Дополнительные возможности для анализа течения и отверждения реактопластов и резин
Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium обеспечивает анализ процессов герметизации интегральных микросхем.
Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate 2014
Модуль Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate предназначен для анализа стадий заполнения, уплотнения и охлаждения в форме при литье термопластичных материалов под давлением, анализа охлаждения литьевой формы, анализа коробления, анализа линейной усадки, анализа кристаллизации, анализа ориентации волокнистого наполнителя, анализа разрушения волокнистого наполнителя, анализа с автоматической оптимизацией профилей скорости впрыска и давления выдержки, прогнозирования поведения литьевого изделия при эксплуатации, анализа деформаций знаков и пуансонов, анализа двулучепреломления, анализа сэндвич-литья, анализа двукомпонентного или двуцветного литья с подачей компонентов в одном цикле литья в одну полость через различные места впуска (Bi-injection molding), анализа компрессионного формования, анализа литья с газом, анализа литья с микровспениванием по технологии MuCell, анализа прессования, анализа течения и отверждения реактопластов и резин.
Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate включает Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium и предоставляет рассмотренные ниже дополнительные возможности.
Анализ двулучепреломления
Расчет двулучепреломления для изделий оптического назначения выполняется с использованием оптического закона напряжений.
Анализ специальных технологий литья и других процессов формования термопластов
В анализе двукомпонентного сэндвич-литья моделируется течение расплава при последовательной подаче в литниковую систему и полость формы материалов, а также его уплотнение.
Анализ двукомпонентного или двуцветного литья может выполняться при подаче компонентов в одном цикле литья в одну полость через различные места впуска (Bi-injection molding).
Анализ компрессионного формования (литья с подпрессовкой) позволяет смоделировать процессы заполнения формы и уплотнения расплава за счет подпрессовки.
В анализе прессования термопластов моделируется процесс формования из помещенной в форму заготовки.
Анализ литья с газом используется для моделирования различных вариантов процесса литья с газом при подаче газа в расплав полимера (Gas-assisted injection molding).
Анализ литья со вспениванием позволяет смоделировать процесс по технологии микровспенивания MuCell (разработка компании Trexel).
Дополнительные возможности для анализа течения и отверждения реактопластов и резин
Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate обеспечивает анализ прессования реактопластов.
Технологии анализа
В продуктах Autodesk Simulation Moldflow Insight анализ может выполняться с использованием технологий трехмерного моделирования (3D), моделирования на сетке, построенной на оболочке объемной модели (Dual-Domain), а также по «средней линии» (Midplane).
Autodesk Simulation Moldflow Synergy
Для работы с основными модулями Autodesk Simulation Moldflow Insight Standard, Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium и Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate необходима лицензия на пре-/постпроцессор Autodesk Simulation Moldflow Synergy (поставляется как отдельный продукт).
Подготовка геометрической модели
Встроенные в Autodesk Simulation Moldflow Synergy интерфейсы (STL, Autodesk Inventor, Autodesk Alias, SAT, STEP, IGES, SOLIDWORKS, Creo Elements/Pro, NX, CATIA, Rhinoceros и Parasolid) обеспечивают чтение модели литьевого изделия практически из любых систем автоматизированного проектирования.
Модель изделия можно создать с помощью поверхностного моделировщика, который поставляется в составе Autodesk Simulation Moldflow Synergy. Дополнительные возможности по созданию и модификации параметрических моделей изделия предоставляет встроенный Autodesk Inventor Fusion.
Генератор сетки позволяет автоматически построить сетку заданного типа (3D, Dual-Domain, Midplane), в том числе — получить сетку по «средней линии» из «твердотельной» модели. Имеются широкие возможности выявления дефектов и «лечения» сетки с использованием автоматических или «ручных» алгоритмов.
Модель литьевой формы может быть создана в Autodesk Simulation Moldflow Synergy или импортирована из Autodesk Inventor Professional.
Модуль Autodesk Moldflow CAD Doctor помогает устранить дефекты CAD-моделей.
Параллельные расчеты и расчеты на графических процессорах
Поддерживаются параллельные расчеты и расчеты на графических процессорах двойной точности типа NVIDIA с технологией CUDA и AMD с технологией OpenCL.
Базы данных
Все основные программные модули включают стандартную базу данных Moldflow, содержащую более 8900 марок полимерных материалов, и базу данных литьевых машин. В модули Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium и Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate добавлены также базы данных материалов литьевых форм и хладагентов.
Пользователь имеет возможность создавать и редактировать свои базы данных.
База данных отечественных термопластичных материалов (содержит более 250 марок) поставляется компанией CSoft.
Обмен данными с другими системами инженерного анализа
Модули Autodesk Simulation Moldflow Insight Premium и Autodesk Simulation Moldflow Insight Ultimate включают интерфейсы, обеспечивающие передачу результатов расчета для дальнейшего анализа в Autodesk Simulation Mechanical/Multiphysics, ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA, NEi NASTRAN.
Управление файлами
Дополнительные возможности управления файлами проекта обеспечивает интеграция с Autodesk Vault (поставляется в составе Autodesk Simulation Moldflow Insight).
Преимущества Autodesk Simulation Moldflow Insight 2014
- Широкие функциональные возможности расчета процесса литья пластмасс и его разновидностей.
- Промышленный стандарт (де-факто).
- Динамично развивающиеся программные продукты.
- Использование новейших научных разработок.
- Крупнейшая экспериментальная база данных полимерных материалов.
- Технология, проверенная временем (продукты Moldflow работают в России более 20 лет).
- Система обучения и поддержки в России.
- Оригинальные руководства на русском языке по выполнению анализа.
