A SZIMULÁCIÓ JELENE ÉS JÖVŐJE

- TÖBBCÉLÚ

OPTIMALIZÁCIÓS RENDSZEREK

Honnan jöttünk, merre tartunk? Az elkövetkezendő 20 év során a munkafolyamataink több változáson fognak átesni, mint az elmúlt 2000 évben. Egy új időszámítás hajnalának lehetünk szemtanúi, ahol eszközeink valódi társakká válnak mindennapjaink során és saját erőforrásainkat, tudásunkat a fejlesztésekre tudjuk fordítani. 

Többcélú optimalizációs rendszerek

A fenntartható fejlődés, valamint az olykor egymásnak ellentmondó követelmények teljesítése érdekében a magasszintű kapcsolt szimulációval történő technológia- és termékoptimalizálás kitüntetett szerepet kap. A piacvezető Autodesk Moldflow több mint 40 éve vállalatok tízezrei számára bizonyított fröccsöntés szimuláció területén. A fröccsöntés szimulációs megoldás, kiváló eszköz a nagy szériában, rövid ciklusidővel készülő egy- vagy többkomponensű fröccsöntött polimer alkatrészek termék/szerszám/technológia optimalizálási feladataira.

Az egyszerű továbbfejlesztés nem elég

A fröccsöntött műszaki műanyag alkatrészek fejlesztésekor végzett mechanikai végeselemes analízisek során kihívást jelent a gyártás során végbemenő változások, szálorientációk, maradó feszültségek figyelembe vétele. A termékek tervezésekor, a gyártástechnológia figyelmen kívül hagyása jelentős elhanyagolást jelenthet. A hagyományos szilárdságtani analízis és a fröccsöntés szimuláció során alkalmazott különböző végeselemes háló, valamint az eltérő alapanyag adatbázis tovább nehezíti a magasszintű kapcsolt szimulációk elvégzését. Az Autodesk felismerte, hogy a korábbi funkciók egyszerű továbbfejlesztése a mai kor követelményeinek nem elegendő, így megkezdte a szilárdságtani analízisekhez szükséges alapanyag adatok integrációját a Moldflow alapanyag adatbázisába.

A polimerek nemlineáris anizotrop tulajdonságai figyelembevételével a valóságot nagyon jól megközelítő komplex szimulációk létrehozására nyílt lehetőségünk.  Előfordul azonban, hogy a megtervezett alkatrészek szimulációja során nem a várt eredményt kapjuk és további iterációs lépések szükségesek a megfelelő termék és/vagy technológia optimalizáláshoz. A Moldflow-n belül lehetőségünk nyílik kísérlettervezés (Design of Experiments) alkalmazására, amely segítségével egy vagy több változó hatását vizsgálhatjuk az általunk felállított minőségi kritériumok szerint. A kísérletterv segítségével bejárjuk a teljes tervezési teret, és maximalizáljuk az analízissel elérhető információ mennyiségét, lehetővé téve az objektív konklúzió levonást.    

Időről időre azonban előfordul, hogy olyan külső változók módosítására lenne szükség (pl. termék geometria), vagy olyan minőségi kritérium figyelembe vétele a cél (mechanikai terhelhetőség), amelyet nem tudunk közvetlenül a Moldflow-ban ellenőrizni. A többcélú optimalizációs rendszer kialakításával lehetőségünk nyílik az akár egymásnak ellentmondó követelményeket egyszerre figyelembe venni, és a lehető legjobb megoldások együttesét megtalálni. A kialakuló Pareto-Fronton lévő megoldások egyenértékűek, a döntés a mi kezünkben van, hogy ezek közül végül melyik megoldást válasszuk.

Takarékos megoldás optimalizációval

A Sony Visual Products Inc. egy fröccsöntött termékének korai analízise során világossá vált, hogy egymásnak ellentmondó követelményeknek kell megfelelni. A kiváló fényvezető képesség miatt minimalizálni kellett a térfogati zsugort, amelyhez a tapasztalatok alapján növelni kellett a gát és elosztórendszer méretét. Azonban az új szerszám esetén elsődleges cél volt az elosztórendszer tömegének csökkentése. Ezen kritériumok mentén a manuális optimalizáció nagyon hosszadalmas folyamat lett volna, a beépített DOE pedig a végeselemes háló sajátosságai miatt, csak korlátozottan volt alkalmas a feladat önálló elvégzésére. Ezért a japán  csapat a Mode-FRONTIER szoftver alkalmazásával állította fel az alkatrész optimalizációhoz szükséges többcélú optimalizációs rendszerét, így  lehetőség nyílt a különböző szoftverek makró szintű összekapcsolására, és az eredmények objektív kiértékelésére. 

 

A fröccsöntés szimulációs analízisek Moldlfowban, a termék geometria módosítása pedig a PTC Creo alkalmazáson belül történtek, így biztosítva a lehető legjobb elosztórendszer geometria létrehozását. A sikeres optimalizáció eredményeként, a korábbi 8 fészkes szerszámmal összehasonlítva, az új szerszám magasabb termékminőség mellett, éves szinten közel 20% (8 tonna) alapanyag költségmegtakarítást eredményezett, bizonyítva a félautomatikus optimalizáció eljárás sikerességét[1].  

 

A jelen eszközeinkkel, magas hozzáadott tudással, képesek vagyunk magasabb minőség és megbízhatóság mellett komoly költségmegtakarítást elérni, amely a kiélezett piacon versenyző vállalatok számára létfontosságú. Radikális változás hajnalán állunk, ahol természetes emberi képességeink nagymértékben kiterjesztésre kerülnek majd a tanulni képes elektronikai eszközeink integrált alkalmazásai segítségével. E változás következő lépése a jelenlegi passzív utasítás alapú szoftverjeink új generációjának megjelenése, amelyek generatív módon képesek az általunk létrehozott követelmény- és feltételrendszer alapján önállóan megoldást találni az adott problémára.

[1]  Geometry Morphing and Optimization with 3D Mesh - Sony Visual Products Inc. – Roger CORN

Szechenyi 2020 Pályázat - X-Plast

Created by X-PLAST Team  |  Copyright © 2019 X-PLAST. Minden jog fenntartva.

X-Plast Logó