Formy wtryskowe - ulepszone projektowanie 3D w ZW3D CAD/CAM

 

Wymagania użytkowników w zakresie systemów CAD ciągle rosną. Obecnie projektowanie form stawia przed projektantem CAD znacznie więcej wyzwań niż kiedykolwiek wcześniej. Programy typu CAD mają pomóc użytkownikom podczas procesu rozdzielenia stempla i matrycy, projektowania oprzyrządowania formy czy wyceny. Poniżej pokazujemy rozwiazania tych kwestii oraz sposoby optymalizacji w procesie szybszego projektowania form.

Oto ogólny schemat procesu projektowania form. Składa się z czterech etapów: wycena, projektowanie formy, testowanie i obróbka oraz ewentualne zmiany projektu.

Formy wtryskowe schemat

Rysunek 1. Schemat rozwoju projektu projektowania form

 

 Formy wtryskowe schemat projektowania

Rysunek 2. Schemat projektowania form
DFM - Design for manufacturability lub design for manufacturing

 

Wyzwania projektowe, które obecnie stawiają przed sobą inżynierowie projektanci CAD można zaobserwować w całym procesie projektowania. Najważniejszymi aspektami są: wycena, szybka separacja stempla i matrycy, budowanie standardowego korpusu formy, proste wykorzystanie i dopasowanie części standardowych, projektowanie elektrod i obróbka CAM. Funkcje programu ZW3D pozwalają na oszczędność czasu już na etapie wyceny oraz upraszczają projektowanie form zwiększając znacznie efektywność pracy.


1. Oszczedność czasu ofertowania 


Ofertowanie jest pierwszym krokiem do oceny ROI (zwrotu z inwestycji). Z pozoru tak proste zadanie jak określenie masy półfabrykatów (surowego materiału) do wyceny kosztów, co potrafi większość programów CAD, stanowi wyzwanie ze względu na możliwość czytania (otwierania) otrzymanych plików i badania ich właściwości masy.
Import/otwieranie plików CAD z formatów neutralnych jest kluczową sprawą przy wycenie i tworzeniu form dla klientów, dlatego silniki translatorów (narzędzi do importu) są bardzo ważne w systemie CAD. Program ZW3D oprócz otwierania plików neutralnych, umożliwia otwieranie części z innych programów bezpośrednio (m. in. CATIA, SolidWorks, NX, Inventor i inne). Podczas importu może zdarzyć się tak, że część danych zostanie uszkodzona lub utracona, więc ZW3D dyspobuje narzędziami naprawy brył.

Na rysunku 3 pokazano model w postaci „uszkodzonej” (model powierzchniowy) i naprawionej (bryły), program ZW3D w obu przypadkach będzie w stanie wyznaczyć właściwości masy i zbudować formę dzięki technologii modelowania hybrydowego (powierzchniowo-bryłowego).

 ZW3D projektowanie formy hybrydowe

Rysunek 3. W ZW3D można projektować formy na obu typach modeli (bryłowych i powierzchniowych), zaś większość innych programów może pracować tylko na idealnych bryłach

2. Rewolucyjne ulepszenie w projektowaniu form wtryskowych 


Projektowanie form składa się z następujących po sobie etapów, czyli: naprawa modelu, podział stempla i matrycy, projektowanie formy, projektowanie elektrod, tworzenie dokumentacji 2D itp. Dzięki oprogramowaniu ZW3D każdy z tych etapów można wykonać w efektywny sposób minimalizując czas pracy.

Zlożenie formy wtryskowej
Rysunek 4. Złożenie formy wtryskowej

 

2.1. Szybszy podział stempla i matrycy 

W ZW3D możemy rozdzielać proste modele ręcznie przy pomocy płaszczyzn i ścian podziału. Dla skomplikowanych brył warto skorzystać z dedykowanych narzędzi do tworzenia ścian i linii podziału. Mamy do dyspozycji dwie ścieżki rozdzielania modelu na stempel i matrycę: poprzez linie podziału z sylwetki oraz przez zdefiniowanie ścian przypisanych do strony stempla lub matrycy.

Formy wtryskowe szybszy podział stempla i matrycy
Rysunek 5. Rozdzielenie modelu na stempel i matrycę przy pomocy linii podziału bądź ścian obszarów



Mimo iż możemy pracować na modelach powierzchniowych, łatwiej jest edytować i budować formy na modelach bryłowych. Wśród narzędzi do naprawy modeli znajdziemy również operacje pomagające zbadać element i znaleźć jego nieciągłości.

formy wtryskowe niedociągniecia

 

Rysunek 6. Część zawierająca wiele nieciągłości oznaczonych kolorem niebieskim

 

Wcześniej przed podziałem stempla i matrycy, inżynierowie musieli spędzać godziny na korektę/naprawę modelu, aby przenieść wszystkie cechy powierzchni na bryłę. Staje się to czasochłonne i żmudne, jeśli część jest bardzo złożona i trudna do naprawiania. Wobec takiej sytuacji, dzięki technologii hybrydowego modelowania ZW3D może pomóc inżynierom pominąć ten długi proces i przejść bezpośrednio do podziału części niezależnie od statusu tej części.

 forma wtryskowa podzial otwartych ksztaltów

 

Rysunek 7. Otwarte kształty mogą być podzielone w ZW3D

 

2.2. Korpusy form

Przy wszechobecnej globalizacji oczywistym działaniem jest korzystanie ze znormalizowanych części. W ten sposób obniżamy koszty produkcji oraz zyskujemy pewność dopasowania części zamiennych. Wykorzystując wbudowaną w program ZW3D bazę korpusów można, po ustaleniu wymiarów, automatycznie obudować formę korpusem takich firm jak: FCPK Bytów, DME, Futaba, HASCO, LKM i inne. 

 biblioteka korpusow form wtryskowych

                                             Rysunek 8. Biblioteka korpusów formy

 

2.3. Prostsze wykorzystanie części standardowych 

Podczas projektowania form, wykorzystuje się wiele standardowych (znormalizowanych) części, m.in. wypychacze, śruby, suwaki, słupy, itp. Użycie tego typu części pozwala na ogromną oszczędność czasu i wygodę działania.

Przykładowo weźmy pod uwagę wypychacze i lokalizację pierścieni:

1) Gdy dodajemy wypychacz, otwór rdzenia jest wycinany automatycznie

 wypychacze ZW3D

Rysunek 9. Kołki wypychaczy mogą być łatwo przycięte z wykorzystaniem tylko jednej operacji

 

2) Gdy przenosimy standardową część, otwór jest także automatycznie przenoszony i wycinany

 forma wtryskowa automatyczna aktualizacja korpusu

Rysunek 10. Zmiana położenia pierścienia powoduje automatyczną aktualizację korpusu formy

 

2.4. Szybsze projektowanie elektrod i ich wytwarzanie 

 

Projektowanie elektrod stało się prostą operacją w programie ZW3D. Dzięki specjalnym operacjom można modelować elektrody w oparciu o ściany i krawędzie formy. Istnieje również możliwość automatycznego wygenerowania tworzonej dokumentacji 2D wcześniej utworzonych elektrod.

 

 formy wtryskowe projektowanie elektrod dokumentacja 2d

Rysunek 11. Projektowanie elektrod i dokumentacja 2D

 

Po zbudowaniu modelu bryłowego, możemy przejść do generowania ścieżek narzędzia. W ZW3D mamy do czynienia ze zintegrowanym systemem CAD/CAM, więc nie musimy się martwić o utratę danych przy przechodzeniu ze środowiska CAD do CAM i na odwrót. Dodatkową zaletą takiego rozwiązania jest aktualizowanie obróbki CAM po zmianach na modelu, nie musimy więc przeprowadzać całego procesu obróbczego od początku. Jeżeli mamy szereg modeli, których proces technologiczny jest taki sam, możemy dla przyśpieszenia pracy, utworzyć szablon obróbki CAM! 

 szablon formy wtryskowej

 

Rysunek 12. Ścieżki narzędzia podobnych elektrod mogą być generowane z wykorzystaniem  szablonu

 

 

Podsumowanie procesu projektowania form wtryskowych

ZW3D wychodzi naprzeciw ciągle rosnącym oczekiwaniom użytkowników w zakresie projektowania form wtryskowych. Możemy przyśpieszyć pracę w firmie już na poziomie robienia wstępnej wyceny. Otwierać pliki neutralne i rodzime z innych programów CAD oraz naprawiać potencjalnie uszkodzone modele. Dedykowane narzędzia umożliwiają nam budowanie form na kilka sposobów w zależności od otrzymanego modelu. Dzięki bogatej bibliotece korpusów form i części znormalizowanych, program przyśpiesza naszą pracę i eliminuje sporą część błędów.  Narzędzia do tworzenia elektrod pozwalają na stworzenie elektrody w oparciu o ściany formy, automatyczne generowanie dokumentacji 2D i przeprowadzenie obróbki CAM na własnych szablonach procesu technologicznego.

 

Narzędzia do projektowania form dostępne są w module ZW3D Professional oraz ZW3D Premium.