Digitalni dizajn i proces simulacije
Proizvodnja-brzinskih PET preformiranih kalupa započinje preciznim digitalnim dizajnom. Putem računalno-tehnologije dizajna i simulacije, struktura kalupa može se optimizirati prije proizvodnje, smanjujući preradu i postavljajući temelje za učinkovitu proizvodnju.
Parametarski i modularni dizajn srž je-projekta kalupa velike brzine. Dizajneri koriste softver za 3D dizajn kao što su UG i SolidWorks za izradu parametarskih modela na temelju parametara predforme koje je dao kupac (kao što su težina, promjer, debljina stijenke i omjer izvlačenja), povezujući dimenzije predforme sa šupljinom kalupa, klizačem, rashladnim sustavom i drugim strukturama. Pozivanjem biblioteka modularnih komponenti (kao što su standardni stupovi za vođenje i čahure, komponente vrućih kanala i mehanizmi za izbacivanje), cjelokupna struktura kalupa može se brzo izgraditi, smanjujući ponavljajući rad na dizajnu. Na primjer, za brzi kalup sa 64 - šupljina, ciklus projektiranja može se skratiti s tradicionalnih 15 dana na manje od 7 dana, uz osiguravanje dosljednosti strukture šupljina.
Analiza CAE simulacije koristi se tijekom cijelog procesa projektiranja. Simulacijom ključnih pokazatelja kao što su protok taline, učinak hlađenja i strukturna čvrstoća, nedostaci dizajna mogu se identificirati unaprijed. U simulaciji toka taline, softver kao što je Moldflow koristi se za analizu vremena punjenja, raspodjele tlaka i promjena temperature različitih šupljina, optimizirajući raspored klizača i lokaciju vrata kako bi se osiguralo da se vremenska razlika punjenja svake šupljine u kalupu sa 64 - šupljinama kontrolira unutar 0,3 sekunde. Simulacija strukturalne čvrstoće koristi softver ANSYS za simulaciju raspodjele naprezanja kalupa tijekom-brzog otvaranja i zatvaranja kalupa, fokusirajući se na optimizaciju debljine i rasporeda-komponenti koje nose naprezanje kao što su predlošci i vodeći stupovi kako bi se izbjegla deformacija uzrokovana dugotrajnim-radom velikom brzinom. Simulacija rashladnog sustava može predvidjeti ujednačenost hlađenja predsklopa vodenim kanalima. Podešavanjem promjera kanala za vodu, razmaka i položaja ulaza/izlaza, temperaturna razlika predforme tijekom vađenja iz kalupa održava se ispod 5 stupnjeva.
Zajednički dizajn i upravljanje podacima poboljšavaju učinkovitost dizajna. Sustav PDM (Product Data Management) koristi se za centralizirano upravljanje podacima o dizajnu, omogućujući-razmjenu podataka među dizajnerima, procesnim inženjerima i proizvodnim osobljem, izbjegavajući pogreške u dizajnu uzrokovane nedosljednostima verzija. Istovremeno, platforma za suradnju-temeljena na oblaku omogućuje-komunikaciju u stvarnom vremenu s klijentima i dobavljačima u vezi s dizajnerskim rješenjima, pravovremeni odgovor na promjene zahtjeva i skraćuje ciklus potvrde dizajna za više od 30%. Na primjer, kada kupac prilagodi debljinu stjenke predforme, dizajneri mogu brzo ažurirati dimenzije šupljine putem korelacije podataka i istovremeno proslijediti ažuriranja proizvodnom odjelu, osiguravajući pravovremene prilagodbe proizvodnog plana.
Odabir- materijala visokih performansi i procesi predobrade
Brzi- kalupi za PET predforme imaju izuzetno visoke zahtjeve za mehanička svojstva, otpornost na trošenje i stabilnost materijala. Strogi odabir materijala i postupci prethodne obrade neophodni su kako bi se osigurao dugoročan-pouzdani rad kalupa u uvjetima visoke-frekventnosti, visokog-opterećenja.
Precizan izbor materijala kalupa mora se odrediti na temelju funkcionalnih razlika komponenti kalupa. Budući da su šupljina i jezgra u izravnom kontaktu s visoko-temperaturom, visokim-tlakom PET taline, mora se koristiti ultra-martenzitni nehrđajući čelik (kao što je S136, STAVAX). Njegov sadržaj ugljika trebao bi biti kontroliran na 0,3%-0,5%, a sadržaj nečistoća kao što su sumpor i fosfor trebao bi biti manji od 0,01%. Nakon toplinske obrade, tvrdoća može doseći HRC48-52, i ima izvrsne performanse poliranja, s površinskom hrapavošću od Ra0,01μm. Strukturalne komponente kao što su predlošci i stupovi za vođenje izrađeni su od -pre-kaljenog čelika visoke -čvrstoće (npr. 718H, NAK80), s tvrdoćom kontroliranom na HRC30-35 i tlačnom čvrstoćom većom od ili jednakom 1200 MPa, sposobnim izdržati desetke tisuća udaraca otvaranja i zatvaranja kalupa na sat. Za kalupe s ultra velikom brzinom ubrizgavanja (koji proizvode više od 100 000 predformi po satu), šupljina može biti izrađena od brzoreznog čelika iz metalurgije praha (npr. ASP-60), s ukupnim sadržajem legirajućih elemenata većim od ili jednakim 25% (volfram, molibden, krom, itd.), i otpornošću na habanje 3-5 puta većom od uobičajenog čelika za kalupe.
Predobrada materijala ključna je za osiguranje točnosti strojne obrade. Nakon što se čelik uskladišti, podvrgava se rigoroznom ispitivanju kemijskog sastava i mehaničkih svojstava. Sadržaj elemenata potvrđuje se spektrometrom, a početna tvrdoća mjeri se uređajem za ispitivanje tvrdoće kako bi se osigurala usklađenost sa zahtjevima dizajna. Zatim se provodi tretman starenjem, držeći čelik na 500-550 stupnjeva 4-6 sati i polako ga hladeći na sobnu temperaturu kako bi se uklonio unutarnji stres nastao tijekom kovanja i spriječila deformacija nakon strojne obrade. Za velike kalupe mora se usvojiti stepenasti proces zagrijavanja i izotermnog hlađenja, kontrolirajući brzinu hlađenja na manje od ili jednako 5 stupnjeva / sat kako bi se postigla stopa rasterećenja unutarnjeg naprezanja od preko 80%. Tretman žarenja je također potreban prije rezanja sirovog materijala kako bi se smanjila tvrdoća materijala (Manje od ili jednako HRC25), poboljšala izvedba rezanja i produžio vijek trajanja alata.
Kontrola točnosti dimenzija materijala mora se održavati tijekom cijelog procesa predobrade. Visoko{1}}precizni strojevi za piljenje (preciznost rezanja ±0,1 mm) koriste se za rezanje sirovog materijala kako bi se osiguralo da odstupanje debljine metalnog lima ne prelazi 0,2 mm, ostavljajući ravnomjeran dopušteni prostor za naknadnu obradu. Za sirovine sa šupljinama, grubo brušenje se izvodi pomoću površinske brusilice za kontrolu ravnosti unutar 0,05 mm/m, čime se smanjuje količina rezanja potrebna u naknadnoj obradi. Istovremeno se na sirovom materijalu provodi otkrivanje nedostataka (kao što je ultrazvučno ispitivanje) kako bi se osiguralo odsustvo unutarnjih pukotina, pora i drugih nedostataka, čime se sprječava iznenadno lomljenje tijekom upotrebe kalupa.
