Zmanjševanje zvitosti izdelka na že obstoječem orodju za brizganje

Podjetje BSH iz Nazarij je za pokrov posode MCM4 naročilo orodje pri orodjarni TEH-CUT.

Opis problematike izdelka in iskanje njenega vzroka

Orodje je bilo izdelano in dobavljeno v predvidenem roku. Pri prevzemu oziroma brizganju testnih izdelkov pa so se pokazale prve težave, ki jih tehnologi tudi s spreminjanjem procesnih parametrov na brizgalnem stroju niso mogli rešiti. Na izdelku se je zvijal zgornji del dozirnega tulca.

studija primera mltiprakik slika 1

Slika 1: Deformiran izdelek - izhodiščno stanje: levo deformacija tulca pri fiksiranem pokrovu,
desno deformacija pokrova pri fiksianem tulcu. 
 

Simulacija dejanskega stanja

Na podlagi vseh pridobljenih podatkov (3D-modela izdelka, material izdelka: SAN, konstrukcija orodja, tehnoloških parametrov) se je izvedla simulacija brizganja. Njen namen je bil popis dejanskega stanja in predvsem ujemanje z rezultati realnega brizganega izdelka. Da bi dobili čim bolj stvarne rezultate, smo izvedli popolno analizo (hlajenje, polnjenje in naknadni tlak ter zvijanje in krčenje), kar pomeni, da smo z metodo končnih elementov popisali celoten izdelek (enognezdno orodje) ter orodje skupaj z dolivnim in temperirnim sistemom (slika 2).

studija primera multiprakik slika 2

Slika 2: Računalniški model orodja

 

Rezultati so pokazali popolno ujemanje z dejanskim stanjem (deformacijo zgornjega dela tulca navznoter za ca. 0,87 mm oziroma dvig pokrova na robu za ca. 1,3) in nakazali vzrok. Sliki 1 levo in 1 desno prikazujeta različne možnosti prikaza deformacije izdelka. Slika 1b omogoča lažjo primerjavo z realnim izdelkom.

Po pregledu osnovnih rezultatov simulacije se je na sliki temperature izdelka v trenutku odpiranja orodja razbralo močno pregrevanje ob vznožju problematičnega tulca. Temperaturo izdelka v trenutku odpiranja orodja prikazuje sika 3. Razvidno je, da je ta temperatura v korenu tulca za skoraj 20°C višja od sosednjih površin in da bi bil to lahko potencialni vzrok za čezmerno deformacijo izdelka.

studija primera multiprakik slika 3                 studija primera multiprakik slika 4   

Slika 3: Temperatura izdelka med izmetavanjem     Slika 4: Povprečna temperatura orodja 

 

Iz povprečne temperature na sliki 4 je mogoče razbrati pregrevanje orodja v vogalu korena tulca, kar je vzrok za deformacijo. Tulec izdelka se deformira v smeri toplejše strani orodja, ker je na tem mestu skrček večji zaradi daljšega ohlajanja mase.

 

Zmanjšanje deformacije izdelka

Za zmanjšanje deformacije tulca izdelka je potrebno zmanjšati temperaturno razliko v korenu.

Po pogovorih s podjetjem in po pregledu konstrukcijske dokumentacije orodja smo se odločili za izdelavo dodatnega hladilnega tokokroga v orodju na mestu, ki ga je pokazala analiza. Seveda smo omenjeno možno rešitev najprej preizkusili s simulacijo.

 

Simulacija z novim hladilnim sistemom

 studija primera multiprakik slika 5

Slika 5: Izboljšanje hlajenja korena posode.

 

Slika 5 prikazuje nove linije temperirnega sistema. V orodje smo dodali klasični tokokrog in hlajenje s pregrado. Z dodatnim hlajenjem smo uspeli zmanjšati temperaturno razliko v korenu tulca. Temperatura izdelka se je v korenu znižala za okoli 25°C (slika 6), prav tako  pa se je zmanjšala temperaturna razlika v korenu med brizgalno in izmetalno stranjo orodja (slika 7). Rezultati simulacije so pokazali izboljšanje stanja deformacije za približno 50 % (slika 8). Zaradi pozitivnega izboljšanja stanja smo se odločili za omenjene popravke na dejanskem orodju.

 

studija primera multiprakik slika 6   studija primera multiprakik slika 7   studija primera multiprakik slika 8

Slika 6: Teperatura izdelka med izmetavanjem pri novem hlajenju; Slika 7: Povprečna temperatura orodja - novo hlajenje; Slika 8: Zmanjšanje deformacije izdelka z novim hlanjem

 

 

Rezultati deformacije dejanskega izdelka

Po izvedenih spremembah na orodju in opravljenih preizkusih na stroju smo lahko potrdili dejansko zmanjšanje deformacije izdelka (slika 9). Izdelek je zdaj v predpisanem tolerančnem polju, kar zagotavlja njegovo funkcionalnost.

studija primera multiprakik slika 9

Slika 9: Primerjava deformacije med starim in novim stanjem

 

Končni rezultat

Numerične simulacije so omogočile hitro in stroškovno učinkovito identifikacijo in odpravo vzroka za nastanek prekomerne deformacije tulca. Po izvedenih enkratnih spremembah na orodju, smo zagotovili izdelek v predpisanem tolerančnem polju.

Uporabnost tovrstnih analiz je močno odvisna od strokovnosti uporabnika. Uporabnik mor znati pravilno interpretirati rezultate, preden presoja vzroke in sprejema odločitve. Neizkušen uporabnik je lahko hitro izgubljen v obsežnih rezultatih, med katerimi ne razbere porabnih informacij.

 

Dodajamo še zapis zadovoljnega naročnika:

IGOR ŽIBRET, BSH HIŠNI APARATI, d.o.o., NAZARJE: »Z uporabo sodobnih tehnologij, kot sta simulacija deformacij in optično skeniranje izdelka, ter s primerjavo in analiziranjem dobljenih podatkov, smo hitro in učinkovito z nizkimi stroški rešili problem sekljalnika BOSCH MCM4 ter uspešno in pravočasno zagnali proizvodnjo. Seveda pa same sodobne tehnologije niso dovolj, potrebno je nalogo pravilno zastaviti, vnesti pravilne robne pogoje in pravilno analizirati dobljene podatke. Tu pa so nam strokovnjaki iz TECOS-a bili v veliko pomoč. Ker razvijamo še nekaj novih projektov, pričakujemo uspešno sodelovanje s TECOS-om tudi v bodoče.«

ZAKAJ TECOS?

  • Dolgoletne izkušnje
  • Kompetenten kader
  • Kratek odzivni čas
  • Celovite rešitve na enem mestu
  • Vrhunska oprema vodilnih svetovnih dobaviteljev

Prijava eseznam Tecos