B-SIM - příklad použití

Tento příklad ukazuje, je může být B-SIM využit při designu výrobku vyráběného extruzním vyfukováním.

Nádržka na vodu - optimalizace designu

V tomto příkladu je optimalizován design automobilové nádržky na vodu. Minimální požadovaná tloušťka má být 0.8 mm. Navíc, tvar nádržku je omezen místem v automobilu. Následující obrázek ukazuje hotový výrobek. Na jedné straně nádržky jsou prohlubně, ve kterých bude později umístěna pumpa a senzor kontrolující hladinu vody v nádržce. Na horní straně nádržky je plnící otvor. Nádržka je vyrobena z lineárního PE (HDPE).

Následující obrázek ukazuje CAD model nádržky tak jak byl navržena, aby ji bylo možné umístit do prostoru v automobilu. Celý model byl vytvořen na základě IGES souboru, dodaného výrobcem automobilu. Vpravo je vidět pohyblivá část formy, která dotvoří prostor pro pumpu a senzor. Tato pohyblivá část je v B-SIMu reprezentována jako samostatný nástroj. Forma pro vyfukování byla vytvořena v CAD systému a její poloviny byly načteny do B-SIMu pomocí STL importu. Celkem byly v B-SIMu použity tři nástroje - dvě poloviny formy a samostatná část, formující místo pro pumpu a senzor.

První, zkušební simulace byla provedena pouze s dvěma polovinami formy, bez pohyblivé části pro prohlubně. Výsledkem bylo vytvoření "skladu" (web) na vyfouknutém výrobku - viz obrázek níže:

Vytvoření skladu bylo eliminováno malým posunutím a změnou dělící roviny formy. Nová simulace umožnila analyzovat minimální tloušťku. Na následujícím obrázku je škála tloušťky nastavena na rozsah 0.6 až 1.0 mm, aby lépe vynikly kritické oblasti. V pravé části obrázku je také vyznačena oblast, ve které nedošlo k úplnému dofouknutí parizonu.

Oblasti s kritickou tloušťkou lze snadno rozpoznat. Podél hranic tloušťky 0.8 mm byly provedeny řezy. Obrázek dole ukazuje (zleva doprava) původní geometrii nádržky, simulovanou tloušťku a modifikovanou geometrii nádržky s odstraněnými oblasti příliš nízké výsledné tloušťky.

Design nádržky byl modifikován v CAD programu a přenesen zpět do B-SIMu. Výsledek simulace s optimalizovanou geometrií je na dalším obrázku. Je zřejmé, že konečná tloušťka nyní neklesá pod kritickou hodnotu 0.8 mm.

Posledním krokem je simulace procesu s pohyblivou částí, která má dotvořit prohlubně pro senzor a pumpu. Tři kroky pohybu při simulaci jsou viditelné na následujícím obrázku:

Tato simulace ukázala, že konečná tloušťka stále splňuje podmínku, aby její minimum nekleslo pod 0.8 mm.

V tomto příkladu byla optimalizována geometrie výrobku a výsledky byly použity k modifikace původního designu formy.

Bez této simulační studie by musela být původní forma několikráte modifikována či možná dokonce znovu vyrobena, aby se dosáhlo splnění podmínky minimální tloušťky.

Při porovnání skutečných nákladů se zjistilo, že cena počítačové simulace tvoří asi 1/6 ceny formy v tomto případě. navíc, čas strávený pro simulaci je zanedbatelný v porovnání s časem potřebným na modifikaci existující formy (pokud jsou takovéto modifikace třeba). To znamená, že použití simulačního software v optimalizaci designu šetří čas a peníze.

Tento příklad je převzat z disertační práce "Prozess-Simulation des Extrusionsblasformens von Kunststoffhohlkorpern (Optimalizace procesu extruzního vyfukování dutých plastových výrobků)", Peter Gust, Fachbereich Maschinentechnik der Universitat Siegen.