Cos’è la simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360?

Avatar Hanno Van Raalte Marzo 10, 2023

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Annunciamo l’implementazione della tecnologia di simulazione dello stampaggio a iniezione (Injection Molding Simulation) all’interno di Fusion 360. Si tratta di un nuovo processo di lavoro, concepito specificamente per gli ingegneri, che permette di simulare i propri studi di stampaggio a iniezione direttamente all’interno di Fusion 360.

È possibile trovare parti in plastica stampate a iniezione ovunque; basta guardare i prodotti di consumo, i dispositivi medici e gli interni delle automobili. In molti casi, le componenti in plastica definiscono la forma esterna di una parte, e mantengono i componenti tecnici al loro interno protetti, asciutti e in posizione. I vantaggi dell’utilizzo dello stampaggio a iniezione stanno nella possibilità di produrre parti complesse e di alta qualità in modo economico e altamente ripetibile. Permette di produrre parti in grandi quantità e fornisce risultati incredibilmente efficienti.

Per oltre 40 anni, Autodesk Moldflow ha dettato legge tra i software di simulazione dello stampaggio a iniezione, ed è stato ampiamente utilizzato nell’industria della plastica. Ha contribuito nel segnalare i problemi di stampaggio prima della creazione degli stampi stessi, aiutando gli analisti a prendere decisioni informate e a ridurre al minimo le problematiche prima che comparissero sul piano di produzione. Nel contempo, i prodotti Moldflow sono stati creati per soddisfare le esigenze di utenti specializzati e dedicati, quelli che scavano in profondità nei risultati dell’analisi, alla ricerca di decisioni guidate dai dati per fornire raccomandazioni di progettazione ai membri del team. I lavori di “analista Moldflow” ruotano intorno alla domanda “come posso produrre questa parte in plastica?“, e tipicamente utilizzano la progettazione CAD come parte del loro input. Utilizzando simulazioni, fanno raccomandazioni sulle decisioni di progettazione, le quali, senza le necessarie modifiche, complicherebbero il processo di produzione della parte. Il flusso di lavoro dell’analista Moldflow è un tipico e tradizionale lavoro di CAE che potrebbe non aver sfruttato appieno tutti i vantaggi dell’informatica moderna.

Con la nuova tecnologia di simulazione dello stampaggio a iniezione (Injection Molding Simulation) all’interno di Autodesk Fusion 360, abbiamo creato un flusso di lavoro complementare per gli ingegneri, i quali, sebbene potrebbero lavorare solo occasionalmente con parti in plastica, vogliono essere capaci di fornire un feedback sulla fattibilità della produzione tramite lo stampaggio a iniezione. Questa figura collaborerebbe tipicamente a stretto contatto con i progettisti per rispondere alla domanda “è possibile fabbricare quella determinata parte?” in modo da poter apportare miglioramenti se necessario. Questo ingegnere potrebbe non sapere tutto sullo stampaggio a iniezione della plastica (dato che non è il suo lavoro), ma sarà comunque in grado di capire i principi di base e potrà essere coinvolto in decisioni vitali, come la selezione dei materiali.

Simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360

In Fusion 360, la configurazione iniziale (che comprende la selezione del materiale, la scelta di un luogo di iniezione e la selezione del tipo di processo di stampaggio) viene eseguita automaticamente all’ingresso nell’area di simulazione dello stampaggio a iniezione. Ciò aiuta un nuovo utente a superare alcuni degli ostacoli iniziali, evitando la percezione che tutto debba essere perfetto per ottenere un risultato affidabile. Come ogni strumento di simulazione, più approfondite sono le informazioni che si forniscono per l’analisi, più si può essere sicuri delle capacità previste. La simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360 consente di personalizzare alternativamente le impostazioni se si conoscono informazioni più specifiche. Per esempio, se qualcuno ha già preso alcune decisioni sul punto di iniezione, sarà possibile applicare tali modifiche prima che l’analisi abbia inizio.

Inoltre, supponiamo che ci siano alcuni materiali che la vostra azienda usa abitualmente. In questo caso, c’è una buona possibilità di trovare i gradi esatti del materiale nel database precaricato, che ospita oltre 11.000 materiali. Attenersi a questi input predefiniti per l’analisi, tuttavia, fornirà buone intuizioni per iniziare a capire il modo in cui la parte verrà stampata.

Risultati guidati e analisi della deformazione

Un’altra area in cui il flusso di lavoro di Fusion 360 differisce dalla tipica simulazione di Moldflow è il modo in cui l’utente può analizzare i risultati. A differenza dai risultati tradizionali visti in Moldflow, da cui gli utenti traggono le proprie conclusioni, la simulazione di stampaggio a iniezione per Fusion 360 offre un’esperienza “guidata ai risultati” che fornisce all’utente le risposte alle seguenti domande:

  1. Il pezzo si riempirà?
  2. Ci saranno segni di lavorazione e linee di saldatura in aree esteticamente importanti?
  3. Riscontrerò problemi di eccessiva deformazione?

Injection Molding Simulation fornisce anche suggerimenti mirati relativi a problematiche evidenti, per risolverle attraverso suggerimenti specifici come la modifica del design o della posizione di iniezione.

Per quanto riguarda la deformazione, abbiamo creato un nuovo approccio che permette agli utenti di valutare se certe facce si deformeranno superando la tolleranza di planarità. Questa caratteristica permette di valutare se aspettarsi o meno dei problemi durante l’assemblaggio di due parti accoppiate. Il sistema convenzionale di guardare questo tipo di problema può essere laborioso e soggetto a errori, mentre questo nuovo approccio è molto più diretto e intuitivo, con dati visivi immediati come “rosso = fuori tolleranza” e “verde = in tolleranza“.

Figura 1 – planarità

Il nuovo ambiente di post-elaborazione include un sommario dei risultati della simulazione, con utili animazioni che spiegano le diverse fasi del processo di stampaggio. Tale sommario può anche essere utilizzato per collaborare con altri.

Figure 2 Summary

La simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360 presenta le caratteristiche tipiche di un flusso di lavoro di simulazione; ovvero, la possibilità di animare i risultati, di sondare i valori dei dati, di confrontare diverse opzioni di progettazione o produzione e la possibilità di evidenziare le deformazioni. Tuttavia, gli utenti di Fusion 360 possono anche beneficiare di interessanti funzioni aggiuntive, come il controllo della versione e la concorrenzialità, per collaborare facilmente con i membri del team, i quali potrebbero aver continuato a far evolvere il progetto.

Figura 3 – affidabilità di riempimento mediante sonde

Attualmente, la tecnologia di simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360 è limitata a un’analisi “della sola parte” e non è destinata ad affrontare i problemi relativi alla progettazione dello stampo (quindi non è possibile aggiungere canali di scorrimento, canali di raffreddamento o stampi). È anche limitata al processo standard di stampaggio a iniezione termoplastica usato per la maggior parte delle parti in plastica.

Come abbiamo visto, la nuova tecnologia di simulazione dello stampaggio a iniezione in Fusion 360 non è un sostituto immediato dei prodotti Moldflow in uso oggi, né è il punto di arrivo. Piuttosto, fornisce uno stabile punto di partenza e una nuova prospettiva per fornire approfondimenti in maniera più intuitiva. Possiamo costruire sulla base di questo punto di partenza, ed eventualmente espanderci verso diversi utenti con diverse esigenze.

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