Moldex3D Micromechanics transfiere información valiosa a FEA y hace posible el análisis estructural preciso

Con la creciente demanda para diseños ligeros en plastico y aplicaciones de materiales compuestos, los diseñadores e ingenieros de piezas en todas las industrias han buscado nuevas e innovadores soluciones de moldeo para mantenerse competitivos y abrir nuevas oportunidades en sus industrias. El proceso tradicional de inyección de plástico no logra satisfacer las necesidades para reducir el costo total de producción manteniendo las ventajas competitivas de la empresa. La respuesta fue presentar el proceso MuCell®,un nuevo enfoque para el moldeo por inyección de compuestos.

 

En el proceso MuCell®, Fluido Supercrítico (SCF), usualmente nitrógeno (N2) o dióxido de carbono (CO2), se mezcla con polímero derretido para crear una solución uniforme de una fase, que luego es inyectada a la cavidad del molde. El flujo con burbujas se va a convertir en espuma y va a formar una pieza. El Proceso MuCell® generalmente ofrece una mejora del 50-75% en criterios de calidad críticos, tales como planicidad, redondez, y pandeo, mientras que elimina marcas de moldeo. Estas mejoras se logran porque se crean patrones de esfuerzos relativamente uniformes en la parte moldeada en vez de las características de esfuerzos no uniformes del modelado de sólidos. Los productos MuCell®  rara vez tienen problemas de contracción; las partes de plástico se ajustan mejor al molde y a las especificaciones dimensionales de la parte misma. En otras palabras, el proceso MuCell® puede ayudar a producir los conceptos de diseño ligero sin comprometer demasiado la resistencia mecánica del producto.

 

Sin embargo, los usuarios del proceso MuCell® tienen a menudo la difícil tarea de tratar de encontrar el balance perfecto entre lograr productos ligeros y además que tengan la resistencia mecánica de una parte terminada. Como resultado, una cantidad substancial de moldes de prueba usando el método de prueba y error eran necesarios para obtener el proceso óptimo y partes terminadas de calidad. Para eliminar estas pruebas y tener una mejor visión de la simulación del proceso complejo MuCell® para sus usuarios, Moldex3D presenta un nuevo módulo, la Interfaz Micro mecánica, para conectar con software de materiales de escalas múltiples no lineal para hacer que la simulación sea más efectiva y eficiente.

 

Al combinarse con software de análisis estructural multi escalar no lineal, como Digimat y Converse, se logra la capacidad de simular materiales compuestos a niveles micro y macro lo que les permite a los usuarios la oportunidad de resolver complejos problemas de elemento finito no lineales de escalas múltiples. Los analistas pueden exportar las propiedades micro mecánicas del proceso, tales como tamaño y densidad de la celda, a Digimat y Converse, lo que antes no era posible, para un mejor análisis estructural de las partes MuCell®. Así, la precisión del análisis estructural de las partes MuCell® puede asegurarse ya que la salida micro celular está considerada e incorporada en el cálculo estructural.

 

En seguida vamos a presentar la aplicación de la Interfaz de Micromecánica de Moldex3D a Digimat en la simulación del proceso de MuCell®. La la figura abajo muestra, cuando se crea un archivo de materiales para análisis Micromecánico en Digimat-MF. Selecciona  “Mecánico” como el tipo de análisis, y use el Modelo Mori-Tanaka para calcular la estructura microcelular de la espuma MuCell®.

 

Moldex 3D

 

En seguida, como se muestra abajo, a través de la interfaz Micromecánica de Moldex3D, los usuarios pueden seleccionar información micromecánica tal como, propiedades del material, esfuerzos residuales, etc., que quisieran exportar a Digimat para análisis estructural.

 

Moldex 3D


Después, se importa el archivo del material creado en Digimat-MF a Digimat-CAE. Seleccione Marc, el solver de elemento finito como la interface. Importe el archivo de resultados de la estructura mecánica después del mapeo. (como se muestra abajo).

 

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Los resultados del desplazamiento total por pandeo se pueden mostrar en el análisis estructural. En la figura de la izquierda, debido a la no-uniformidad en el tamaño y la densidad de la celda, vemos claramente las diferencias asimétricas en la resistencia del producto entre el lado izquierdo y el lado derecho de la parte. Como comparación, la figura en la derecha proporciona un resultado de análisis estructural diferente cuando las propiedades del material inducidas por el proceso MuCell® no se incluyeron en el cálculo del análisis estructural.

  
 (Izquierdo): Debido a la no-uniformidad del tamaño y densidad de la celda, podemos ver claramente las diferencias asimétricas en la resistencia del producto entre el lado izquierdo y el lado derecho de la parte.
 

Moldex 3D

 

 

(Derecho): Un resultado de análisis estructural diferente cuando las propiedades del material inducidas por el proceso MuCell® no se incluyeron en el cálculo del análisis estructural.

 

Moldex 3D

 

En la administración del Ciclo de Vida del Producto (PLM), se debe dar una atención especial a las propiedades inducidas por el proceso en el análisis del llenado del molde para tener una simulación precisa delo producto en el análisis estructural. Se había omitido en el pasado y tendía a generar un resultado incorrecto de la resistencia estructural real del producto.

 

En realidad, las diferentes propiedades de moldeo inducidas por el proceso pueden resultar en varios resultados del análisis estructural del producto. Para ayudar a sus usuarios a tener un análisis estructural preciso, la interfaz de micro mecánica de Moldex3D puede conectarse con software de modelado de materiales de escalas múltiples no lineal tales como Digimat y Converse. Los ingenieros analistas pueden exportar las propiedades micro mecánicas del proceso MuCell®, tales como tamaño y densidad de la celda, a Digimat y Converse para lograr un análisis estructural preciso, lo que hace la administración con PLM más eficiente y efectiva.

 

Fuente: Moldex3D

 

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