DIE GEGENWART UND ZUKUNFT DER SIMULATION

- MEHRZWECK-OPTIMIERUNGSSYSTEME

13 April 2017 | Simulation, Spritzguss, Optimierung I von Viktor Seres

Woher kommen wir und wohin gehen wir? In den nächsten 20 Jahren werden sich unsere Arbeitsprozesse stärker verändern als in den vergangenen 2000 Jahren. Wir können den Beginn einer neuen Zeit miterleben, in der unsere Werkzeuge im Alltag zu echten Begleitern werden und wir unsere eigenen Ressourcen und unser Wissen für Entwicklungen einsetzen können. 

Integrált termékfejlesztési folyamat

A kiváló csapatmunka és a házon belüli technológiák összekapcsolása kulcsfontosságú volt a HeartBit projekt sikeréhez. Ennek az elektronikai eszköznek a tömegcsökkentett házát erősítetlen PC+ABS anyagból készítettük. Minden alkatrészt az általánosan ismert tervezési irányelveknek megfelelően bordáztunk, hogy a lehető legmagasabb merevséget érjük el. Tapasztalataink azonban azt mutatják, hogy egy jól fröccsönthető terméknél is adódhatnak szilárdsági problémák. Ezért végeselem szimulációkat végeztünk, hogy jobban megértsük az alkatrész viselkedését különböző terhelési eseteknél.

Analízis készítés a fejlesztés korai szakaszától kezdve

Termékfejlesztési folyamatunk szerves része a fröccsöntési folyamat szimulációja, melyet ennél a terméknél is elvégeztünk. Segítségével megtalálható az ideális meglövési pont, látható a kitöltési folyamat és meghatározhatjuk az esetleges összecsapási vonalak és beszívódások, felületi hibák helyét. Ezen felül a szálorientáció exportálható anizotrópiát is figyelembe vevő szilárdsági szimulációhoz. A szálak és az összecsapási helyek figyelembevételével növelhető a végeselem szimuláció pontossága. Konkrét példánkban egy nemlineáris szimulációban az erősítetlen alapanyagot egyszerűen homogén izotrópként modellezve már hasznos eredményeket kaptunk.  

Már az első analízisek során sikerült azonosítani a csavartubusok körüli kritikusan terhelt helyeket. A hagyományos irányelvek szerint megrajzolt bordában, a feszültségek jelentősen túllépték a megengedhető értéket.

Bár minden fejlesztési projekt más és más, mindig merthetünk inspirációt a természetből. Esetünkben a fák törzsét vizsgáltuk meg melyek hatalmas szélterhelésnek is képesek ellenállni, miközben egyik „oldalukat” húzott bordának tekinthetjük, az elektronikai alkatrészünk házán lévő bordákhoz hasonlóan. Ezt a hasonlóságot kihasználva, a magasan terhelt bordát újra terveztük, most már a természetből merített irányelveknek megfelelően.

A szimuláció segítségével újabb prototípus gyártása és tesztelése nélkül sikerült a bordát optimalizálni, melyben jelentősen csökkentek a feszültségek. A bionikus konstrukciós elvek és a szimuláció együttes alkalmazásával gyártási költségeket és időt sikerült megtakarítani.

Megbízható és hatékony Altair szoftvercsalád

Az egyre szorosabb határidők folyamatos fejlődésre kényszerítenek bennünket. Ezt az elvet szem előtt tartva, figyeltünk fel arra, hogy a bennünket érdeklő területhez képest, a termék háza jelentősen nagyobb, továbbá két síkra szimmetrikus. A szilárdsági vizsgálatot ezért csak egy negyed modellen végeztük el, ezáltal szintén időt takarítva meg.

 

Ez a modellezési módszer lehetővé tette egy sokkal finomabb felbontású háló alkalmazását a szimulációs idő növekedése nélkül. A futtatási idő a teljes ház modelléhez képest a nyolcadára csökkent, miközben a fontosabb eredmények, mint elmozdulások, feszültségek és felületi kontakt nyomások értékei elfogadható mértékben tértek el.

 

További kihívást jelentett a geometriai nemlinearitás és a csúszó kontakt jelenlétének a kezelése. Gyorsan és hatékonyan sikerült több borda variánst megvizsgálnunk egy egyszerűsített, két paraméteres lineáris analízissel. Ezáltal tovább csökkentettük a szimuláció erőforrás igényét.A szimulációs mérnök egyik fontos feladata, hogy mérlegelje hogyan befolyásolják a bemenő adatok a kapott eredményeket. A mi esetünkben a legegyszerűbb lineáris analízis is kellő pontossággal rámutatott, hogy apró változtatásokkal robusztusabbá tehető a termék. Az Altair szimulációs termékcsaládjának segítségével, még a gyártás megkezdése előtt jelentősen tudtuk javítani a termék mechanikai tulajdonságait, megelőzve későbbi lehetséges meghibásodásokat.A virtuális világban kulcsfontosságú a gyakorlati tudás és a tapasztalat. A kihívás a legjobb megoldás megtalálása az adott technikai problémára. Néha a lineáris analízis is bőven elég, máskor viszont sokkal bonyolultabb matematikai és mechanikai modelleket szükséges alkalmazni. Egyik ilyen megközelítés a fröccsöntési és szilárdsági szimulációk összekapcsolása, amit a nemzetközi szakirodalomban integrative simulation-nek neveznek. Alkalmazásával figyelembe vehetjük a gyártásból származó hatásokat, a szálorientációt, az összecsapási vonalakat, a maradó feszültségeket és az anizotróp anyagtulajdonságokat.

Piacvezető előnyt jelent számunkra ezen technológiák egy kézben összpontosítása és kiegészítése a gyors prototípus gyártással. Az X-Plast fejlesztői csapatunk tudatosan és folyamatosan fejlődik annak érdekében, hogy a jövőben is maximálisan kielégíthessük vevőink igényeit.

Szechenyi 2020 Pályázat - X-Plast
behance logo.png
  • X-PLAST Office
  • Grey LinkedIn Icon
  • Grey Facebook Icon
  • Grey Instagram Icon

Created by X-PLAST Team  |  Copyright © 2019 X-PLAST. Alle Rechte vorbehalten

X-Plast Logó