Analiza MES procesu wytwarzania wypraski

Elementy wykonane z tworzyw krystalicznych uległy deformacji, największe z nich nastąpiły w przypadku polipropylenu. Górna krawędź montażowa została zniekształcona. W przypadku zastosowania tworzywa amorficznego nie zaobserwowano deformacji. Zgodnie z założeniami początkowymi, wypraska powinna mieć wysoką wytrzymałość termiczną, czego nie zapewniają żadne tworzywa oprócz poliamidu, dodatkowo wytrzymałość polistyrenu jako przedstawiciela tworzyw amorficznych maleje wraz ze wzrostem temperatury.

W odniesieniu do dobór parametrów wtrysku zauważono, że podczas pracy z zastosowaniem systemu CAE Moldflow możliwe jest zoptymalizowanie wybranych warunków brzegowych analizy, w tym temperatury uplastycznienia tworzywa, temperatury formy i ciśnienia wtrysku dla danego tworzywa. Po przeprowadzeniu analizy z zastosowaniem optymalnych wartości parametrów procesu, uzyskuje się największą możliwą pewność wypełnienia z przewidywaną jakością. Odpowiednią kombinację parametrów wtrysku otrzymuje się w zależności od temperatury uplastycznienia i czasu cyklu. W przypadku minimalizowania czasu cyklu rośnie temperatura uplastycznienia, co zmniejsza lepkość tworzywa i zwiększa prędkość płynięcia.

Sugerowane przez program optymalne wartości parametrów wtrysku przy czasie wtrysku 1,24 s są następujące: temperatura uplastycznienia 265 st. C, temperatura formy 110 st. C, ciśnienie wtrysku 100 Mpa.

Biorąc pod uwagę dobór parametrów docisku przyznać należy, że w przypadku zastosowania poliamidu, który jest tworzywem krystalicznym ważna jest kompensacja strat wywołanych skurczem. Docisk powinien trwać do zastygnięcia układu zasilającego, ponieważ później kompensacja jest już niemożliwa. Zbyt długi docisk prowadzi do niepotrzebnego przedłużania czasu cyklu. W badaniach założono formę dwugniazdową. Z rozkładu czasu chłodzenia można zauważyć, że przewężki zastygają po około 10 sekundach od rozpoczęcia wtrysku. Czas docisku nie powinien przekroczyć tej wartości, ponieważ dłuższy nie daje żadnych efektów.

We wnioskach pokonferencyjnych podano, że zastosowanie tworzyw sztucznych do wytworzenia elementów karabinka wojskowego jest możliwe. Należy jednak spełnić założenia dotyczące wytrzymałości na wyższą temperaturę pracy i odkształcenia.

Stosowanie elementów wykonanych z tworzyw polimerowych na elementy karabinka wojskowego zmniejsza jego masę i koszty produkcji, niweluje problemy korozji. Ze względu na powstawanie linii łączenia strug powodujących spadek wytrzymałości w obszarze występowania, niemożliwe jest zastosowanie dwóch punktów wtrysku, co skracałoby czas wtrysku o 27 proc. i rozkładałoby równomierniej odkształcenia.

Najodpowiedniejszym tworzywem polimerowym, przeznaczonym do wytwarzania danego detalu jest poliamid, który posiada wysoką wytrzymałość termiczną, a dodatkowo napełniony w 30 procentach włóknem szklanym cechuje się niewielką podatnością skurczową.

Dobrano numerycznie optymalne parametry wtrysku, które wynoszą: temperatura uplastycznienia 265 st. C., temperatura formy 110 st. C., ciśnienie wtrysku 100 Mpa, czas trwania docisku nie powinien przekroczyć 10 sekund ze względu na to, że w tym czasie zastyga przewężka. Dalszy docisk nie przynosi efektów.

Dzięki zastosowaniu zintegrowanych narzędzi CAD/CAE możliwy jest optymalny dobór tworzyw oraz warunków technologicznych ich przetwarzania, celem wytwarzania tak złożonych produktów, jak elementy wojskowej broni palnej.

Wszystkie obliczenia numeryczne z zastosowaniem oprogramowania CAE Moldflow Mold Adviser 7.0 przeprowadzono w siedzibie firmy GM System we Wrocławiu. Materiał powstałna podstawie informacji GM System. Zagadnieniem zajmowali się Tadeusz Niezgoda, Michał Bachan, Wojciech Bieniaszewski, Robert Kamińsk oraz Grzegorz Kazimierczak.