Riduci il tempo di sviluppo prodotto con l'assistente digitale ENGEL sim link

La simulazione fluidodinamica è uno strumento ormai consolidato per supportare in modo efficace lo sviluppo di un nuovo prodotto stampato a iniezione. Tuttavia, durante la campionatura ci si accorge talvolta che non tutto procede come previsto, con ripercussioni negative sui costi e il time to market.

Ma perché questo accade? Le possibili spiegazioni sono diverse. A cominciare dal fatto che non sempre le informazioni ottenute dalla simulazione in fase di progettazione vengono trasferite all’attrezzeria e al reparto di stampaggio, come del resto il feedback dell’officina raramente arriva alla progettazione, perdendo così informazioni strategiche. Altro aspetto rilevante è che la simulazione non riesce a ottimizzare la fase di campionamento e di stampaggio tenendo conto delle prestazioni e dei limiti della pressa iniezione che verrà utilizzata nella realtà.

Scambio dati in closed-loop

La soluzione proposta da ENGEL è sim link, un’interfaccia dati che consente di trasferire i risultati della simulazione fluidodinamica direttamente all’unità di controllo CC300 della pressa a iniezione, che può adattarli e ottimizzarli in un set di impostazioni iniziali del processo di stampaggio.

Analogamente, i dati del processo reale possono essere reimmessi nella simulazione e utilizzati nel retuning del modello. In questo modo, i tecnici impegnati nello sviluppo del prodotto e quelli del reparto di stampaggio possono utilizzare le rispettive competenze, imparando gli uni dagli altri, e ridurre il time to market.

Come rendere le simulazioni più realistiche

L’accuratezza della simulazione dipende in gran parte dalla modellazione e dalla qualità dei dati relativi alle proprietà del polimero e dei parametri che definiscono lo stampo. Ovviamente, più la simulazione è fedele, migliori saranno i risultati. sim link facilita questo processo svolgendo la funzione sia di post-processore, esportando le impostazioni iniziali per la pressa a iniezione, sia di pre-processore, importando i dati del processo di stampaggio reale.

Un aspetto importante è che il comportamento effettivo della pressa a iniezione viene trasferito al programma di simulazione con i profili reali, comprese le variazioni della pressione di iniezione durante la commutazione fino al raggiungimento della pressione di mantenimento richiesta.

L’obiettivo di sim link è quello di adattare la simulazione al processo reale di stampaggio, migliorandone la qualità attraverso un dialogo costante tra produzione e area CAE

Come funziona sim link

Attualmente l’interfaccia dati ENGEL sim link dispone di tre funzioni: modifica, esporta e importa.

• La funzione modifica adatta il profilo della simulazione alla dinamica fisica della pressa a iniezione che verrà utilizzata nela realtà, migliorando sensibilmente la qualità della simulazione perché tiene conto della dinamica e dei limiti della macchina già durante la simulazione. Grazie a questa funzione è possibile valutare se un prodotto può essere effettivamente stampato con una data pressa.
• La funzione esporta estrae dalla simulazione un set di dati relativi al pezzo da stampare e li trasferisce alla pressa ENGEL selezionata, convertendoli in modo da poter essere correttamente interpretati dall’unità di controllo. Con un clic sul pannello di controllo, il processore trasferisce le impostazioni alla macchina, che può così iniziare la produzione in modo più efficiente.
• La funzione importa converte automaticamente i parametri reali della pressa adattandoli al programma di simulazione al quale vengono successivamente trasferiti. Grazie a questo feedback i progettisti dell’area CAE possono verificare la qualità del modello di simulazione sviluppato, confrontare le curve di pressione, acquisire maggiori informazioni e costruire ulteriori competenze applicabili in futuro.

La sicurezza dei dati è stata una delle principali preoccupazioni durante lo sviluppo di sim link. I dati sensibili, come i file CAD o le informazioni sui progetti di simulazione, rimangono nei sistemi locali dell’utente e non vengono trasferiti ai sistemi ENGEL.

sim link può essere utilizzato con Moldflow di Autodesk, Cadmould di Simcon e Moldex3D di Simpatec

Ottimizzazione di uno stampo famiglia per l’automotive

ENGEL ha verificato l’affidabilità di sim link con numerose prove sul campo. Uno dei progetti più interessanti riguarda lo sviluppo di uno stampo famiglia per il settore automobilistico realizzato in collaborazione con Oerlikon HRSflow e Borealis . Lo stampo, dotato di canale caldo a otturazione sequenziale e di otto ugelli servo controllati, è dedicato alla produzione del pannello di rivestimento interno di una portiera, della tasca portadocumenti e di un elemento di rinforzo in polipropilene additivato con il 7% di carica minerale.

L’obiettivo del progetto era ottenere una velocità del fronte di flusso costante nelle tre cavità e ottimizzare i punti di commutazione degli ugelli del canale caldo. La sfida più ardua da affrontare, viste le dimensioni notevolmente diverse delle tre impronte (la differenza di peso tra il componente più piccolo e il più grande è di 1:11, nda), era riuscire a sincronizzare l’apertura degli ugelli al fronte di flusso.

Il modello di simulazione, sviluppato con Moldflow di Autodesk, teneva conto delle cavità dello stampo, del volume totale del canale caldo, degli ugelli servo elettrici con chiusura a spillo, dell’ugello della pressa a iniezione e di parte dello spazio di testa della vite. La simulazione ha riguardato anche il raffreddamento dello stampo.

I valori di set-up della pressa a iniezione calcolati dalla simulazione, mediante la funzione modifica di sim link, sono stati adattati alla macchina realmente utilizzata per la produzione, una ENGEL duo 12060/1700 con forza di chiusura di 1.700 tonnellate. Le nuove impostazioni sono state utilizzate per il retuning del modello di simulazione. Poiché il risultato si è rivelato soddisfacente, è stato registrato un primo set di parametri di impostazione che, con la funzione esporta di sim link, sono stati trasferiti automaticamente all’unità di controllo CC300 della pressa.

Fin dall’inizio sono stati prodotti pezzi che rispettavano le specifiche richieste e quindi non è stata necessaria un’ulteriore ottimizzazione.

Imparare dal feedback

Per fornire ai tecnici della progettazione un feedback sulla fedeltà del modello di simulazione, i dati reali relativi al pezzo stampato e ai parametri di stampaggio sono stati trasferiti a Moldflow tramite la funzione importa di sim link. Poiché sim link prepara e importa automaticamente i dati reali dalla produzione, l’operatore CAE può avviare immediatamente la post-simulazione e confrontarla con i valori sperimentali. Non sono quindi più necessarie noiose operazioni manuali di immissione di valori e profili, evitando così ogni possibile fonte di errore.

Non solo. Grazie allo scambio di informazioni, i progettisti possono acquisire una maggiore conoscenza delle proprietà dei polimeri utilizzati e una maggiore sensibilità verso i parametri di processo per la loro lavorazione, particolarmente utili per ottenere in futuro simulazioni più accurate.

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Autore: Nicoletta Boniardi