Moldflow

Progressi nei sistemi di simulazione rendono la progettazione sempre più simile alla realtà
I fornitori di software di simulazione per la stampa ad iniezione dicono di aver migliorato i propri prodotti rendendoli più semplici, facili da utilizzare per diversi tipi di simulazione. In effetti, in molti casi i pacchetti software hanno migliorato sensibilmente il modo in cui le simulazioni degli stampi vengono presentate, rendendo più realistica la progettazione strutturale.

Autodesk Moldflow

Autodesk Inc., azienda di San Rafael, California, ha risistemato il suo software Moldflow per adattarlo alla lavorazione delle materie plastiche ed ha implementato il sistema con alcuni moduli presenti nei suoi programmi di fascia alta, dice Hanno Van Raalte, Product Manager di Moldflow. Ciò ha permesso l’integrazione di diverse funzionalità di progettazione normalmente non accessibili attraverso i programmi base.
L’azienda propone ora Autodesk Moldflow Design, Autodesk Moldflow Adviser e Autodesk Moldflow Insight.
Moldflow Design aiuta a determinare quanto sia idoneo alla stampa un determinato progetto. ‘Normalmente i progettisti non sono esperti di stampa ad iniezione ma sono coloro che devono prendere le decisioni riguardo al progetto ed alle sue caratteristiche, come ad esempio lo spessore di un componente o alcuni aspetti che possono influire sulla qualità finale’ spiega Van Raalte. Moldflow Design permette al designer di capire se alcuni elementi violano le principali regole di progettazione in relazione alla stampa ad iniezione. Alcuni strumenti di analisi sono in gradi di convalidare i componenti e confermare che il progetto sta procedendo in maniera corretta. Quando questo tipo di strumento di progettazione era all’interno di Moldflow Adviser, i designers tendevano ad utilizzare la funzione al termine della progettazione, come controllo finale. Autodesk ha integrato questa funzione all’interno di Moldflow Design, dove ha modo di lavorare all’interno dell’ambiente CAD. Questo permette ai designers di utilizzare il tool durante la progettazione dei componenti. Il software dispone di molte regole ed indicazioni legate all’ambiente di stampa che vengono aggiornate automaticamente e semplificano il processo decisionale.
‘Di solito questa funzione è utilizzata dai progettisti che hanno conoscenze relative alle materie plastiche ed alla stampa ad iniezione o da ingegneri che devono prendere decisioni particolarmente critiche nella fase di produzione di un componente, come l’individuazione del punto di iniezione’ continua Van Raalte.  Moldflow Design è in grado di determinare e fornire una serie di dati, come ad esempio indicare se il progetto presenta dei potenziali problemi o come il design influisce sul ciclo produttivo. Il software fornisce informazioni di feedback e permette di prendere le decisioni necessarie.
La società sta implementando anche il software di simulazione Moldflow Insight, che contiene i moduli in grado di gestire processi di progettazione complessi. Autodesk sta espandendo la capacità del modulo di progettazione microcellulare MuCell, sviluppato insieme a Trexel Inc., azienda di Wilmington, Massachussets. Il modulo è ora in grado di garantire la progettazione ‘coreback’ con schiumatura insieme ad elementi solidi. Nel processo di progettazione ‘coreback’ lo stampo in produzione viene aperto per essere riempito e terminato. La modellazione coreback inizia con la lavorazione accurata del polimero che viene infuso tramite gas e sciolto. Dopo l’iniezione all’interno dello stampo, lo stato superficiale inizia a raffreddarsi, formando una vera e propria ‘pelle’. Prima che la pelle si sia solidificata, il modellatore riduce la pressione del gas e l’infusione si trasforma in schiuma, riempiendo il cuore del prodotto. Il passaggio coreback riguarda il nucleo dello stampo e permette il processo di schiumatura interno. ‘Ciò permette una parte solida esterna più sottile ed un nucleo espanso con una struttura cellulare più grande ed uniforme.
Autodesk ha monitorato il processo MuCell per oltre 10 anni ma l’integrazione del passaggio coreback è di recente sviluppo – risale agli ultimi 2 anni. Le richieste riguardo alla possibilità di utilizzare Moldflow Insight insieme al modulo MuCell sono passate da essere 1 all’anno ad 1 quasi ogni settimana. Autodesk ha quindi ampliato la potenza del software Insight nel simulare i processi di schiumatura. L’azienda ha inoltre aggiunto la possibilità di lavorare con un agente chimico ad espansione tradizionale (CBA) all’interno di un processo di stampa ad iniezione. L’utente fornisce quindi le informazioni relative all’agente ed il sistema lo integra nel processo. Insight applica, quindi, al progetto le regole matematiche che calcolano l’espansione del gas. Il sistema lavora sulla dimensione e sulla quantità delle bolle. Il calcolo relativo alla schiuma interessa anche i fornitori di componenti automobilistici che sono alla ricerca di nuovi materiali da utilizzare per le parti leggere. Anche la capacità del software Insight di progettare e modellare materiali rinforzati con fibre è stata migliorata. Sono state aggiunte funzioni relative alle fibre di rinforzo, alle fibre strutturali, alle fibre composite ed ai nastri in grado di fornire un rinforzo locale e specifico all’interno di una struttura. Durante il processo, gli utenti possono creare una struttura rigida ma leggera, creata in materiale composito, grazie a componenti di sostegno stampati.
“Il mercato americano ha già capito la potenzialità di questo tipo di progettazione e la sta già utilizzando per i pannelli delle carrozzerie” dice Van Raalte. I pannelli delle carrozzerie di solito sono realizzati con materiale termoindurente e vengono creati con la stampa a compressione di specifici fogli (SMC). Ma a volte questa tipologia di lavorazione, dati i tempi lunghi dovuti alla polimerizzazione della resina, non può essere utilizzata nei progetti automobilistici. I produttori di resine hanno di recente creato alcuni componenti che polimerizzano più rapidamente (circa un minuto).
Il pacchetto Moldflow Insight dispone di moduli specifici sviluppati per simulare un riscaldamento ed un raffreddamento rapido dello stampo, lavorazione tipica delle finiture lucide. Autodesk ha collaborato, lo scorso anno, con RocTool SA, azienda francese di Le Bourget-du-Lac, per offrire un prodotto che simulasse il riscaldamento degli stampi ad induzione. La nuova versione Premium di Moldflow Insight offre ora la possibilità di simulare il movimento di una valvola che si apre lentamente. La progettazione delle valvole, in passato, ha permesso la sola simulazione della versione ‘tutto aperto’ o ‘tutto chiuso’, senza permettere di valutare gli stadi intermedi e le relative conseguenze sui flussi e sulle temperature. Poter simulare le fasi di apertura e chiusura di una valvola permette di migliorare la sua progettazione. Autodesk ha incorporato, a questo scopo, una funzione che permette di simulare questo movimento all’interno del proprio software, permettendo agli utenti di testare ogni tipo di movimento intermedio.

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