Digitaalinen suunnittelu ja simulointiprosessi
Nopeiden{0}}PET-aihioiden muottien tuotanto alkaa tarkalla digitaalisella suunnittelulla. Tietokoneavusteisen suunnittelu- ja simulointitekniikan avulla muotin rakenne voidaan optimoida ennen tuotantoa, mikä vähentää uudelleenkäsittelyä ja luo perustan tehokkaalle tuotannolle.
Parametrinen ja modulaarinen rakenne on nopean{0}}muottisuunnittelun ydin. Suunnittelijat käyttävät 3D-suunnitteluohjelmistoja, kuten UG ja SolidWorks, parametristen mallien luomiseen asiakkaan toimittamiin aihioparametreihin (kuten paino, halkaisija, seinämän paksuus ja vetosuhde) perustuvien mallien avulla, jotka yhdistävät aihion mitat muotin onteloon, kanavaan, jäähdytysjärjestelmään ja muihin rakenteisiin. Kutsumalla esiin modulaarisia komponenttikirjastoja (kuten vakioohjainpilarit ja holkit, kuumakanavakomponentit ja poistomekanismit) voidaan rakentaa nopeasti yleinen muottirakenne, mikä vähentää toistuvaa suunnittelutyötä. Esimerkiksi 64{6}}ontelomuotin nopean muotin suunnittelujaksoa voidaan lyhentää perinteisestä 15 päivästä alle 7 päivään, samalla kun varmistetaan onkalorakenteen johdonmukaisuus.
CAE-simulaatioanalyysiä käytetään koko suunnitteluprosessin ajan. Simuloimalla keskeisiä indikaattoreita, kuten sulavirtaa, jäähdytysvaikutusta ja rakenteellista lujuutta, suunnitteluvirheet voidaan tunnistaa etukäteen. Sulavirtaussimulaatiossa ohjelmistoja, kuten Moldflow, käytetään analysoimaan eri onteloiden täyttöaikaa, paineen jakautumista ja lämpötilan muutoksia, optimoimalla jakokanavan sijoittelua ja portin sijaintia varmistaakseen, että 64{5}}ontelomuotin jokaisen ontelon täyttöaikaeroa kontrolloidaan 0,3 sekunnissa. Rakenteen lujuussimulointi käyttää ANSYS-ohjelmistoa muotin jännitysjakauman simulointiin muotin nopean -avaamisen ja sulkemisen aikana keskittyen jännitystä kantavien komponenttien, kuten mallien ja ohjauspylväiden, paksuuden ja asettelun optimointiin, jotta vältetään pitkäaikaisen-nopean käytön aiheuttama muodonmuutos. Jäähdytysjärjestelmän simulointi voi ennustaa esimuotin jäähdytyksen tasaisuuden vesikanavien avulla. Säätämällä vesikanavan halkaisijaa, etäisyyttä ja tulo-/poistoasentoja, aihion lämpötilaero muotista purkamisen aikana pidetään alle 5 asteessa.
Yhteistyösuunnittelu ja tiedonhallinta parantavat suunnittelun tehokkuutta. PDM-järjestelmää (Product Data Management) käytetään suunnittelutietojen keskitettyyn hallintaan, mikä mahdollistaa reaaliaikaisen-tietojen jakamisen suunnittelijoiden, prosessiinsinöörien ja tuotantohenkilöstön kesken ja välttää versioiden epäjohdonmukaisuuden aiheuttamat suunnitteluvirheet. Samanaikaisesti pilvi-pohjainen yhteistyöalusta mahdollistaa reaaliaikaisen-viestinnän asiakkaiden ja toimittajien kanssa suunnitteluratkaisuista, nopean reagoinnin vaatimusten muutoksiin ja lyhentää suunnittelun vahvistusjaksoa yli 30 %. Esimerkiksi kun asiakas säätää esimuotin seinämän paksuutta, suunnittelijat voivat nopeasti päivittää ontelon mitat tietojen korrelaation avulla ja samanaikaisesti työntää päivitykset tuotantoosastolle, mikä varmistaa tuotantosuunnitelman oikea-aikaiset muutokset.
Tehokkaat-materiaalin valinta- ja esikäsittelyprosessit
Nopeilla{0}}PET-aihiomuotilla on erittäin korkeat vaatimukset materiaalien mekaanisille ominaisuuksille, kulutuskestävyydelle ja stabiiliudelle. Tiukat materiaalin valinta- ja esikäsittelyprosessit ovat välttämättömiä muotin pitkän-luotettavan toiminnan varmistamiseksi korkean-taajuuden ja{4}}kuormituksen olosuhteissa.
Muottimateriaalien tarkka valinta tulee määrittää muotin komponenttien toiminnallisten erojen perusteella. Koska onkalo ja ydin koskettavat suoraan korkean-lämpötilan, korkeapaineisen-PET-sulan kanssa, on käytettävä ultra-puhdasta martensiittista ruostumatonta terästä (kuten S136, STAVAX). Sen hiilipitoisuuden tulee olla 0,3 %-0,5 %, ja epäpuhtauksien, kuten rikin ja fosforin, pitoisuuden tulee olla alle 0,01 %. Lämpökäsittelyn jälkeen kovuus voi saavuttaa HRC48-52, ja sillä on erinomainen kiillotuskyky, pinnan karheus on Ra0,01 μm. Rakenteelliset osat, kuten mallit ja ohjauspylväät, on valmistettu lujasta esi-teräksestä (esim. 718H, NAK80), jonka kovuus on säädetty arvoon HRC30-35 ja puristuslujuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 1200 MPa, ja ne kestävät kymmeniä tuhansia puristustunteja avaamista ja tuhansia puristusiskuja. Erittäin suurien ruiskutusnopeuksien muottien (jotka tuottavat yli 100 000 aihiota tunnissa) ontelo voidaan valmistaa jauhemetallurgisesta nopeasta teräksestä (esim. ASP-60), jonka seosaineiden kokonaispitoisuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 25 % (volframi, molybdeeni, kromi jne.) ja kulutuskestävyys 3-5 kertaa tavallinen teräs.
Materiaalin esikäsittely on ratkaisevan tärkeää koneistustarkkuuden varmistamiseksi. Varastoinnin jälkeen teräs käy läpi tiukat kemialliset koostumukset ja mekaaniset ominaisuudet. Alkuainepitoisuus varmistetaan spektrometrillä ja alkukovuus mitataan kovuusmittarilla suunnitteluvaatimusten noudattamisen varmistamiseksi. Sen jälkeen suoritetaan vanhentamiskäsittely, jossa terästä pidetään 500-550 asteessa 4-6 tuntia ja jäähdytetään hitaasti huoneenlämpötilaan takomisen aikana syntyvän sisäisen jännityksen eliminoimiseksi ja muodonmuutosten estämiseksi koneistuksen jälkeen. Suurille muoteille on käytettävä porrastettua lämmitys- ja isotermistä jäähdytysprosessia, joka ohjaa jäähdytysnopeutta alle 5 asteeseen/tunti, jotta saavutetaan yli 80 %:n sisäinen jännityksenpoistonopeus. Hehkutuskäsittelyä tarvitaan myös ennen raaka-aineen leikkaamista materiaalin kovuuden vähentämiseksi (pienempi tai yhtä suuri kuin HRC25), leikkaussuorituskyvyn parantamiseksi ja työkalun käyttöiän pidentämiseksi.
Materiaalin mittatarkkuuden valvontaa on ylläpidettävä koko esikäsittelyprosessin ajan. Raaka-aineen leikkaamiseen käytetään korkean-tarkkuussahakoneita (leikkaustarkkuus ±0,1 mm), jotta varmistetaan, että levyn paksuuspoikkeama ei ylitä 0,2 mm, mikä jättää tasaisen varauksen myöhempää käsittelyä varten. Kaviteettiraaka-aineille karkea hionta suoritetaan pintahiomakoneella tasaisuuden säätämiseksi 0,05 mm/m sisällä, mikä vähentää myöhemmän käsittelyn vaatimaa leikkausmäärää. Samanaikaisesti raaka-aineelle suoritetaan vikojen havaitseminen (kuten ultraäänitestaus), jotta varmistetaan sisäisten halkeamien, huokosten ja muiden vikojen puuttuminen, mikä estää äkillisen rikkoutumisen muotin käytön aikana.
