- สูงสุด
- พื้นฐานของ CAE
- ส่วนที่ 7 การทำนายข้อบกพร่องของการขึ้นรูป
ชุด: พื้นฐานของการวิเคราะห์ CAE สำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก
ส่วนที่ 7 การทำนายข้อบกพร่องของการขึ้นรูป
การวิเคราะห์การฉีดขึ้นรูปเป็นเครื่องมืออันทรงคุณค่าในการทำนายข้อบกพร่องของการขึ้นรูปในขั้นตอนการออกแบบและดำเนินการแก้ไขล่วงหน้า
ในส่วนนี้ เราจะแนะนำข้อบกพร่องในการขึ้นรูปประเภทต่างๆ และรายการประเมินการวิเคราะห์
สารบัญ
การแนะนำ
ในช่วงครึ่งหลังของส่วนที่ 6 เราได้แนะนำว่าการวิเคราะห์การฉีดขึ้นรูปยังสามารถทำนายข้อบกพร่องในการขึ้นรูป เช่น รอยยุบ การบิดงอ และรอยเชื่อม ในส่วนที่ 7 เราจะมุ่งเน้นไปที่ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปและอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมว่ารายการประเมินใดของการวิเคราะห์การฉีดขึ้นรูปที่สามารถนำมาใช้กับปรากฏการณ์ข้อบกพร่องใดได้
รายการประเมินการวิเคราะห์การไหลของการฉีดและข้อบกพร่องในการขึ้นรูป
ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปบางอย่างสามารถระบุได้และพัฒนามาตรการรับมือล่วงหน้าโดยการวิเคราะห์ในขั้นตอนการออกแบบ ในขณะที่ข้อบกพร่องอื่นๆ ไม่สามารถทำได้ นอกจากนี้ ข้อบกพร่องบางอย่างสามารถอนุมานได้จากผลการวิเคราะห์ แม้ว่าจะไม่รวมอยู่ในรายการประเมินซอฟต์แวร์ และการทราบรายการเหล่านี้จะช่วยให้คุณใช้ผลการวิเคราะห์ได้ดียิ่งขึ้น
ตารางด้านล่างสรุป ปรากฏการณ์ความล้มเหลวในการขึ้นรูปและรายการประเมินการวิเคราะห์ที่สามารถนำไปใช้สำหรับแต่ละกรณีได้
สัญลักษณ์ในคอลัมน์ "ความสามารถในการวิเคราะห์" ระบุสิ่งต่อไปนี้
●:เอาต์พุตโดยตรงจากเครื่องมือจำลอง
〇:สามารถประเมินได้โดยอนุมานจากรายการประเมินทางด้านขวา
▲:ขณะนี้อยู่ระหว่างการพิจารณาพัฒนาโดยผู้ผลิตซอฟต์แวร์
×:คาดเดาได้ยากจากการจำลอง
รูปที่ 1 ตารางความสัมพันธ์ระหว่างข้อบกพร่องในการขึ้นรูปและรายการประเมินในการวิเคราะห์การฉีดขึ้นรูป
ให้ฉันอธิบายข้อบกพร่องในการขึ้นรูปแต่ละข้อเหล่านี้
ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่สามารถส่งออกได้โดยตรง
■ เครื่องหมายจม
รอยยุบเป็นข้อบกพร่องของแม่พิมพ์ที่เกิดขึ้นเมื่อความหนาของเครือเถาแตกต่างกัน โดยเฉพาะที่ด้านหน้าซึ่งมีสัน บอส ฯลฯ ยืนอยู่ที่ด้านหลัง เนื่องจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปมีการเยื้อง จึงควรให้ความสนใจกับข้อบกพร่องนี้ในผลิตภัณฑ์ที่มีความสำคัญต่อรูปลักษณ์ เช่น ในการออกแบบ (หากรอยยุบมีขนาดใหญ่ ความแม่นยำของมิติอาจเป็นปัญหาได้
รอยจมเกิดจากความแตกต่างของอัตราการหดตัวระหว่างการหดตัวเนื่องจากความร้อนระหว่างการทำความเย็น ตำแหน่งและความลึกของหลุมยุบสามารถจำลองและประเมินได้จากการวิเคราะห์แรงดันการเติมและการกดค้างไว้
รูปที่ 2 ตัวอย่างรอยยุบ
■ การบิดเบี้ยว
นี่เป็นปรากฏการณ์ที่ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปบิดเบี้ยวเนื่องจากความแตกต่างในการหดตัวระหว่างส่วนที่ผนังบางและผนังหนา ความแตกต่างของการหดตัวระหว่างการทำความเย็น การวางแนวของวัสดุผสมเส้นใย ความเค้นตกค้าง และปัจจัยอื่นๆ ปรากฏการณ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้หลังจากผ่านระยะเวลานานหลังจากการขึ้นรูป ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยง นอกจากข้อบกพร่องในการขึ้นรูปแล้ว ยังส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องด้านมิติและการประกอบชิ้นส่วนที่จำเป็นต้องประกอบได้ไม่ดีอีกด้วย
การวิเคราะห์การบิดเบี้ยวสามารถใช้เพื่อจำลองไดอะแกรมการเสียรูปและการกระจัด
■ รอยเชื่อม
เส้นเชื่อมคือข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่ปรากฏเป็นเส้นที่จุดบรรจบกันของเรซินหลอมเหลวที่เติมลงในผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป ลักษณะที่บางและคล้ายรอยขีดข่วนของรอยเชื่อมอาจส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการขึ้นรูป และความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์จะลดลงตรงบริเวณที่เกิดรอยเชื่อม ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกหักได้
การวิเคราะห์การเติมสามารถใช้เพื่อคาดการณ์ว่ารอยเชื่อมจะเกิดขึ้นที่ใด แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะกำจัดรอยเชื่อมให้หมดสิ้น แต่ก็สามารถดำเนินมาตรการเพื่อเคลื่อนย้ายรอยเชื่อมไปยังตำแหน่งที่มองเห็นได้น้อยลง หรือทำให้บางลงโดยการปรับตำแหน่งประตู ฯลฯ
รูปที่ 3 ตัวอย่างรอยเชื่อม
■ รอยไหม้
รอยไหม้คือข้อบกพร่องของการขึ้นรูปซึ่งส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปถูกเผาและทำให้เป็นคาร์บอนสีดำ สิ่งนี้เรียกว่าการเผาไหม้ของแก๊สหรือแก๊ส สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่ออากาศและก๊าซระเหยในวัสดุเรซินติดอยู่ภายในแม่พิมพ์ระหว่างการขึ้นรูปและถูกบีบอัดที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้เรซินไหม้
การวิเคราะห์การระบายอากาศจะสร้างผลลัพธ์ดัชนีการเผาไหม้ นี่เป็นการจำลองที่ท้าทายมากเพราะต้องป้อนข้อมูลการปล่อยก๊าซในแม่พิมพ์โดยไม่ละเลย
รูปที่ 4 ตัวอย่างรอยไหม้
■ กับดักอากาศ
เมื่อเรซินหลอมเหลวหลายตัวรวมตัวกัน อากาศและก๊าซจะติดอยู่ในกับดักอากาศ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดฟองอากาศซึ่งอาจทำให้เกิดรูเล็กๆ บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป รวมถึงความแข็งแรงไม่เพียงพอ ในกรณีที่รุนแรงอาจเกิดแผลไหม้ได้
เส้นทางการไหลมีแนวโน้มที่จะไม่สมดุลหรือการไหลไม่สม่ำเสมอ และ สามารถคาดการณ์ตำแหน่งของเส้นทางการไหลได้โดยการตรวจสอบผลลัพธ์ของเวลาเติม
ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่สามารถอนุมานได้จากรายการประเมินอื่นๆ
■ การเจ็ตติ้ง
การพ่นน้ำเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปโดยที่เรซินถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์งูและไหลในรูปแบบที่ทับซ้อนกันบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป การพุ่งมักจะเกิดขึ้นรอบๆ บริเวณประตู และอาจทำให้ขาดกำลังได้
การพ่นสามารถคาดการณ์ได้โดยการตรวจสอบการไหลคดเคี้ยวของเรซินในพื้นที่การเติมผลลัพธ์ของการวิเคราะห์การเติม
■ เครื่องหมายการไหล
เครื่องหมายการไหลคือรูปแบบของการไหลของเรซินที่เกิดขึ้นระหว่างการฉีด มีเครื่องหมายการไหลหลายประเภท แต่รูปแบบคล้ายระลอกคลื่นศูนย์กลางที่ปรากฏรอบๆ ประตูนั้นเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูป อุณหภูมิแม่พิมพ์ต่ำ อุณหภูมิของเรซิน และการรักษาแรงดันไม่เพียงพอเป็นสาเหตุของรอยไหล
สามารถคาดการณ์ได้โดยอ้อมจากเส้นผสานในการวิเคราะห์การเติม เส้นเชื่อมคือเส้นที่มุมการประชุมใหญ่กว่าเส้นเชื่อมเมื่อเรซินผสานกัน ซึ่งหมายความว่าอาจมีเครื่องหมายการไหลเกิดขึ้น ณ จุดนี้
■ ลายเสือ
ลายเสือเป็นลวดลายซ้ำๆ กันของพื้นที่ที่มีความมันเงาสูงและต่ำสลับกันบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องหมายการไหลแบบธรรมดา เครื่องหมายการไหลนั้นเกิดจากการไหลที่ซับซ้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีประสบการณ์ในการตรวจสอบรูปแบบการไหล
ผู้ผลิตซอฟต์แวร์กำลังดำเนินการพัฒนาเพื่อให้สามารถแสดงเครื่องมือวิเคราะห์เป็นผลการวิเคราะห์ได้
■ ช็อตสั้น
การฉีดขึ้นรูประยะสั้นถือเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูป โดยที่เรซินหลอมเหลวไม่สามารถเติมแม่พิมพ์จนเต็มจนถึงด้านบนของแม่พิมพ์ได้ นี่เป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่ร้ายแรงซึ่งส่งผลให้รูปร่างล้มเหลว
สามารถคาดการณ์ช็อตช็อตได้โดยการตรวจสอบว่าเส้นทางการไหลนั้นเต็มไปด้วยการวิเคราะห์การเติม
รูปที่ 5 ตัวอย่างช็อตสั้น
■ ช่องว่าง
นี่เป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปซึ่งทำให้เกิดช่องว่าง (ฟองอากาศ) ในผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป หากผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปมีความโปร่งใส นี่ถือเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูป นอกจากนี้ยังอาจทำให้เกิดการแตกร้าวและขาดความแข็งแรงเนื่องจากความเข้มข้นของความเครียด ฟองอากาศเกิดขึ้นเมื่อเรซินถูกดึงดูดไปยังพื้นผิวที่เย็นตัวได้ง่ายในระหว่างกระบวนการทำความเย็น ฟองอากาศคือฟองสุญญากาศทันทีที่เกิดขึ้น แต่เมื่อเวลาผ่านไป อากาศก็สามารถเข้าไปได้ ฟองอากาศมักจะก่อตัวขึ้นในบริเวณที่มีกำแพงหนา
สามารถจำลองโดยอ้อมจากการหดตัวตามปริมาตร รูปแบบการเติม และเวลาในการเติมของการวิเคราะห์การเติม เนื่องจากสาเหตุของการเกิดคล้ายคลึงกับรอยยุบ มาตรการพื้นฐานจึงเหมือนกับการวัดรอยยุบ
■ ความลังเลใจ
ความลังเลคือสภาวะที่เรซินไม่ไหลเข้าสู่ชิ้นส่วนที่มีผนังบาง เนื่องจากชิ้นส่วนที่มีผนังหนาซึ่งเรซินหลอมเหลวไหลได้ง่าย จะถูกเติมก่อนเมื่อฉีดเรซิน ความลังเลอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในการขึ้นรูป เช่น การช็อตสั้นและรอยยุบ รวมถึงคุณภาพของรูปลักษณ์ที่แปรผัน
สามารถตรวจสอบผลการเติมเวลาเพื่อดูว่าอาจเกิดความลังเลหรือไม่
■ อันเดอร์โฟลว์
เมื่อเรซินหลอมละลายผสานจากสองทิศทาง เรซินตัวหนึ่งจะไหลย้อนกลับ ซึ่งเรียกว่าอันเดอร์โฟลว์ การหลอมซ้ำของเรซินที่แข็งตัวแล้วอาจทำให้เกิดปัญหากับรูปลักษณ์และความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปได้
ภาพเคลื่อนไหวของรูปแบบการเติมทำให้คุณสามารถตรวจสอบการกลับตัวของทิศทางการไหลที่จุดบรรจบด้านหน้าของการไหล ปัจจุบัน คาดการณ์ได้โดยการตรวจสอบผ่านภาพเคลื่อนไหวรูปแบบการเติม แต่ผู้ผลิตซอฟต์แวร์กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อให้สามารถยืนยันเป็นผลการวิเคราะห์ได้
■ การแคร็ก
นี่เป็นปรากฏการณ์ที่ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปแตกหักหรือแตกร้าว อาจเกิดขึ้นหลังจากผ่านระยะเวลานานหลังจากการปั้น
หากการแตกร้าวเกิดจากการมีความแข็งแรงไม่เพียงพอที่แนวเชื่อม สามารถคาดการณ์ได้โดยการตรวจสอบทิศทางความหนาของแนวเชื่อม (พื้นผิวเชื่อม) ในแบบ 3 มิติ หากการแตกร้าวเกิดจากความเค้นตกค้างในผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป สามารถคาดการณ์ได้โดยการตรวจสอบความเค้นเฉือนสูงสุดในทิศทางของความหนาของผนัง
ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่ยากต่อการคาดการณ์จากการจำลอง
■ แฟลช
นี่เป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่เรซินถูกผลักออกผ่านช่องว่างในพื้นผิวผสมพันธุ์ของแม่พิมพ์ ส่งผลให้เกิดฟิล์มบางๆ ของการขึ้นรูป จำเป็นต้องมีกระบวนการเพิ่มเติม เช่น การลบออกด้วยตนเอง
แรงจับยึดแม่พิมพ์ไม่เพียงพอ แรงกดมากเกินไป ฯลฯ อาจทำให้เกิดปัญหานี้ได้ แต่มักเกิดจากปัญหาทางกายภาพกับแม่พิมพ์ และยากต่อการคาดการณ์ด้วยการจำลอง
■ ลายเส้นสีเงิน
ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปซึ่งมีเส้นหรือลวดลายปรากฏบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป
เกิดจากอากาศ ก๊าซระเหย และความชื้นที่มีอยู่ในวัสดุเรซิน เนื่องจากได้มาจากเรซิน จึงเป็นการยากที่จะคาดเดาด้วยการจำลอง
■ เส้นสี
เส้นสีมีลักษณะเป็นลวดลายคล้ายแถบซึ่งมีสีเรซินไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป
เป็นการยากที่จะคาดการณ์ด้วยการจำลอง เนื่องจากมักเกิดจากการระบายสีของวัสดุเรซิน
■ การแยกส่วน
การแยกชั้นเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูป โดยชั้นที่มีลักษณะคล้ายฟิล์มจะก่อตัวบนผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปแล้วลอกออก นี่คือข้อบกพร่องในการขึ้นรูปหรือข้อบกพร่องด้านรูปร่าง
สาเหตุนี้อาจเกิดจากการปนเปื้อนของเรซินที่เข้ากันไม่ได้ ฯลฯ เป็นการยากที่จะคาดการณ์ด้วยการจำลอง
■ การเปลี่ยนสี
การเปลี่ยนสีเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปเปลี่ยนจากสีเรซินเดิม
วัสดุขึ้นรูปมักเป็นสาเหตุ เช่น การกระจายตัวของสีไม่ดีหรือเหลืองเนื่องจากการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนของเรซิน ซึ่งยากต่อการคาดการณ์ด้วยการจำลอง
สรุป
เป็นการยากที่จะแก้ไขข้อบกพร่องในการขึ้นรูปทั้งหมดเฉพาะที่บริเวณการขึ้นรูปเท่านั้น และจำเป็นต้องมีมาตรการรับมือให้ได้มากที่สุดในขั้นตอนการออกแบบ ด้วยเหตุนี้ นักออกแบบจะต้องทราบคุณลักษณะของเรซินและข้อบกพร่องในการขึ้นรูปด้วย และเข้าใจสาเหตุและหลักการของการเกิดสิ่งเหล่านี้
นอกจากนี้ ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปบางอย่างสามารถระบุได้และพัฒนามาตรการรับมือล่วงหน้าโดยการวิเคราะห์ในขั้นตอนการออกแบบ ในขณะที่ข้อบกพร่องอื่นๆ ไม่สามารถทำได้ ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปบางอย่างสามารถอนุมานได้จากผลการวิเคราะห์ แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ในรายการประเมินซอฟต์แวร์ก็ตาม ดังนั้นการทราบสิ่งเหล่านี้จะช่วยให้คุณใช้ผลการวิเคราะห์ได้ดีขึ้น
หากคุณมีคำถามหรือข้อกังวลเกี่ยวกับมาตรการแก้ไขข้อบกพร่องในการขึ้นรูปโดยใช้การวิเคราะห์การไหล โปรดอย่าลังเลที่จะ "ติดต่อเรา"
ส่วนถัดไป: "การประยุกต์ใช้งานการฉีดขึ้นรูปโดยใช้แก๊สช่วย"
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ CAE โปรดติดต่อเรา