Нередко то, что считается подходящими для изготовления новой детали термоформованием пресс-формой, материалом и уставками технологического процесса, может дать отказ еще при самых первых испытаниях, отбрасывая процесс разработки продукта далеко назад. Сотрудникам компаний, которые осуществляют горячее формование, приходится возвращаться к чертежной доске при полном отсутствии малейшего представления о причине неудачи. "В настоящее время термоформовщики ищут более высокотехнологичные подходы, и одним из способов перехода к таким технологиям является моделирование", - говорит Джон Пердикоулиас, вице-президент компании Compuplast International, поставщика программного обеспечения для моделирования. "Предварительное использование моделирования может помочь обработчику быстрее разработать лучшую деталь. В наши дни уже нет места сложным и отнимающим много времени испытаниям методом проб и ошибок", - говорит Пердикоулиас. "Метод проб и ошибок это технология анализа причин неудачи. При использовании моделирования мы можем сообщить заказчикам, что может не получиться при изготовлении их детали, затем мы можем снова ввести данные о результатах и осуществить новое моделирование для совершенствования конструкции", - говорит Ив Рубин, менеджер по разработке продукции компании, занимающейся программным обеспечением для моделирования, Fluent Inc. . Он считает, что моделирование дает нам информацию не только о том, что происходит в ходе реализации технологии, но и о том, почему это происходит. Фрэнклин Берри, вице-президент компании Premier Plastics, Ваукеша, Висконсин, которая занимается термоформованием по индивидуальным заказам, признает: "Я всегда ищу способов сократить расходы времени на разработку, установку или обработку. В настоящее время моделирование дает мне значительные преимущества", - говорит он. "У многих заказчиков, которые представляют свои конструкции для изготовления деталей, имеются критические критерии, которыми они не занимаются до того момента, когда научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы уже давно начались. Моделирование помогает им учесть эти требования. Мы осуществляем моделирование для того, чтобы сделать 'предварительную оценку' того, насколько хорошо будет производиться деталь, чтобы увидеть, где могут проступить такие моменты", - говорит Берри. Наращивая скорость
Термоформовщики не слишком торопились внедрять технологию моделирования, которая позволяет создавать модели растягивания или уменьшения толщины листа, а также его охлаждения при контакте с пресс-формой. Некоторые формовщики ссылаются на высокие цены на пакеты программного обеспечения и свое незнакомство с платформами программного обеспечения, как на причины того, что моделирование оставалось второстепенной технологией. Один из термоформовщиков говорит, что он не хотел доверять "черному ящику" ПО, в который он вводил данные, поскольку оттуда был выдан результат, но не было дано никакого объяснения того, как этот результат был достигнут. Но использование моделирования в настоящий момент набирает обороты. Одной из причин стало появление программного обеспечения, которое работает с ПК под Windows, а не с рабочими станциями под Unix. Привлекательность увеличивает и снижение цен на программное обеспечение до менее $10,000. На сегодняшний день имеется, по крайней мере, 60 обработчиков, поставщиков материалов и производителей оборудования, которые используют или рассматривают использование данной технологии. Программное обеспечение для моделирования в настоящий момент предлагается пятью компаниями, и еще одна компания находится на стадии испытаний. Пять поставщиков осуществляют модернизацию своих пакетов за счет включения новых операций и функций. В число таких новых операций входят более быстрая обработка данных и моделирование формования многослойного листа или материалов, армированных стекловолокном. Моделирование технологии горячего формования стало темой шести работ, представленных на конференцию SPE ANTEC, которая состоялась в этом месяце в Нью-Йорк Сити. Разрешение споров
Современные программы могут моделировать глубокую вытяжку или показывать воздействие острых кромок или радиусов в углах пресс-формы. Результаты могут быть введены в качестве исходных данных для программы структурного анализа с конечным числом элементов для определения того, сможет ли деталь соответствовать механическим требованиям. Без моделирования, обработчики могут только гадать, какой же в действительности будет толщина детали. Моделирование также дает указания по изменению конструкции пресс-формы, исходной толщины листа или установки нагревателя для того, чтобы оптимизировать использование материала и предотвратить появление бракованной продукции. Модели теплопереноса могут также показать, как охлаждается деталь, так, чтобы можно было прогнозировать и/или сводить к минимуму продолжительность цикла. Обработчики говорят, что прогнозирование на основе моделирования может быть в пределах 10% от оптимальной конструкции детали и пресс-формы, а также технологических параметров, по крайней мере, для некоторых деталей.
Моделирование помогает разрешить споры между коллективом проектировщиков и коллективом производственников. "До того, как мы начали использовать моделирование технологических процессов, мы проводили совещание, и возникали различия во мнениях относительно того, какая конструкция пресс-формы самая лучшая", - говорит Грег Ренш, старший специалист по инжинирингу группы исследования производства и разработки подразделения Fabrication Div. компании Boeing Commercial Airplane Group из Сиэттла. "А теперь мы демонстрируем моделирование оптимизированной конструкции пресс-формы или детали, и инженеры-проектировщики с большим доверием относятся ко мнению представителей производства". Моделирование также позволяет экономить время. "Если необходимо изменить инструмент, это значит, что формование надо прекратить, инструмент нужно снять и отправить обратно производителю инструмента", - говорит Дудхи Карфоно, инженер проекта подразделения Exterior Systems Div. компании Visteon, Милан, Мичиган. "Целый месяц уйдет, пока инструмент вернется, даже если изменение незначительное. А затем Вам остается только надеяться, что изменения, которые Вы внесли, были правильными. Типичной являлась процедура с девятимесячным испытанием инструмента, которое предполагает девять транспортировок инструмента туда и обратно. При использовании моделирования технологических процессов, я могу получить оптимизированную конструкцию пресс-формы за два-три месяца, и на ее основе создать экспериментальную модель". Другие формовщики говорят, что время, которое затрачивается на создание хорошей экспериментальной модели, сокращается на 80%. Моделирование также дает обработчикам возможность экспериментировать с различными настройками организации технологических процессов без расходования драгоценного машинного времени или материалов. "Мы очень активно используем моделирование, там, где количество деталей невелико, от 20 до 150 единиц", - говорит Берри из компании Premier Plastics, которая формует крупные детали, такие как внутренняя обшивка холодильников. "Для одной детали, для которой нам нужны жесткость и твердость, мы сразу исключили использование поликарбоната, поскольку мы думали, что это будет слишком дорого. За счет использования моделирования мы обнаружили, что нам придется увеличить толщину до 3/8 дюйма при использовании полиэтилена, а мы можем получить нужные эксплуатационные характеристики с помощью трети от этого количества при использовании поликарбоната". В компании Premier Plastics также используют моделирование для того, чтобы показать, что сборка из пяти деталей из листового металла для транспортного средства, предназначенного для отдыха, может быть на 30% легче и может стоить меньше без ущерба для эксплуатационных характеристик за счет перехода на горячеформованный ABS. |
