Цифров дизайн и процес на симулация
Производството на високоскоростни форми за PET заготовки започва с прецизен цифров дизайн. Чрез компютърно-технология за проектиране и симулация, структурата на матрицата може да бъде оптимизирана преди производството, намалявайки преработката и полагайки основата за ефективно производство.
Параметричният и модулен дизайн са в основата на високо-скоростния дизайн на формите. Дизайнерите използват софтуер за 3D проектиране като UG и SolidWorks, за да създадат параметрични модели въз основа на параметри на заготовката, предоставени от клиента (като тегло, диаметър, дебелина на стената и коефициент на изтегляне), свързвайки размерите на заготовката с кухината на матрицата, плъзгача, охладителната система и други структури. Чрез извикване на модулни библиотеки с компоненти (като стандартни направляващи стълбове и втулки, компоненти за горещо леене и механизми за изхвърляне), цялостната структура на формата може да бъде бързо изградена, намалявайки повтарящата се работа по проектиране. Например, за високоскоростна форма с 64-кухина, цикълът на проектиране може да бъде съкратен от традиционните 15 дни до по-малко от 7 дни, като същевременно се гарантира последователността на структурата на кухината.
CAE симулационният анализ се използва през целия процес на проектиране. Чрез симулиране на ключови индикатори като поток на стопилка, охлаждащ ефект и структурна здравина, дефектите в дизайна могат да бъдат идентифицирани предварително. При симулация на потока на стопилка софтуер като Moldflow се използва за анализиране на времето за пълнене, разпределението на налягането и промените в температурата на различни кухини, като оптимизира разположението на канала и местоположението на шибъра, за да се гарантира, че разликата във времето за пълнене на всяка кухина във формата с 64-кухини се контролира в рамките на 0,3 секунди. Симулацията на структурна якост използва софтуер ANSYS за симулиране на разпределението на напрежението на матрицата по време на високо-скоростно отваряне и затваряне на матрицата, като се фокусира върху оптимизирането на дебелината и разположението на-носещите напрежение компоненти като шаблони и водещи колони, за да се избегне деформация, причинена от дългосрочна-работа с висока скорост. Симулацията на охладителната система може да предвиди равномерността на охлаждане на заготовката от водните канали. Чрез регулиране на диаметъра на водния канал, разстоянието и позициите на входа/изхода, температурната разлика на заготовката по време на изваждане от формата се поддържа под 5 градуса.
Съвместното проектиране и управление на данни подобряват ефективността на дизайна. PDM (Управление на данни за продукти) система се използва за централизирано управление на проектни данни, което позволява споделяне на-данни в реално време между дизайнери, инженери по процеси и производствен персонал, като се избягват грешки в дизайна, причинени от несъответствия във версиите. Едновременно с това облачна-базирана платформа за сътрудничество позволява-комуникация в реално време с клиенти и доставчици по отношение на дизайнерски решения, навременен отговор на промени в изискванията и съкращава цикъла на потвърждаване на дизайна с повече от 30%. Например, когато клиент коригира дебелината на стената на заготовката, дизайнерите могат бързо да актуализират размерите на кухината чрез корелация на данни и едновременно с това да изпратят актуализациите към производствения отдел, осигурявайки навременни корекции на производствения план.
Високо{0}}избор на материали и процеси за предварителна обработка
Високо{0}}скоростните форми за PET заготовки имат изключително високи изисквания за механичните свойства, устойчивостта на износване и стабилността на материалите. Необходими са строг избор на материали и процеси на предварителна обработка, за да се осигури дългосрочна-надеждна работа на матрицата при условия на висока-честота, високо-натоварване.
Прецизният избор на материали за формите трябва да се определи въз основа на функционалните разлики на компонентите на матрицата. Тъй като кухината и сърцевината са в пряк контакт с висока-температура, PET стопилка под високо-налягане, трябва да се използва ултра-чиста мартензитна неръждаема стомана (като S136, STAVAX). Съдържанието на въглерод в него трябва да се контролира на 0,3%-0,5%, а съдържанието на примеси като сяра и фосфор трябва да бъде по-малко от 0,01%. След топлинна обработка твърдостта може да достигне HRC48-52 и има отлична полираща производителност с грапавост на повърхността от Ra0,01μm. Структурни компоненти като шаблони и направляващи колони са направени от високо{22}}предварително{25}}закалена стомана (напр. 718H, NAK80), с твърдост, контролирана при HRC30-35 и якост на натиск, по-голяма или равна на 1200MPa, способни да издържат на десетки хиляди удари при отваряне и затваряне на формата на час. За форми със свръхвисока скорост на впръскване (произвеждащи над 100 000 заготовки на час), кухината може да бъде направена от високоскоростна стомана от праховата металургия (напр. ASP-60), с общо съдържание на легиращи елементи по-голямо или равно на 25% (волфрам, молибден, хром и др.) и устойчивост на износване 3-5 пъти по-голяма от тази на обикновената стомана за формовка.
Предварителната обработка на материала е от решаващо значение за осигуряване на точност на машинната обработка. След като стоманата се съхранява, тя се подлага на строги тестове за химичен състав и механични свойства. Съдържанието на елементи се потвърждава с помощта на спектрометър, а първоначалната твърдост се измерва с тестер за твърдост, за да се гарантира съответствие с проектните изисквания. Впоследствие се извършва обработка със стареене, като стоманата се държи при 500-550 градуса за 4-6 часа и бавно се охлажда до стайна температура, за да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на коването, и да се предотврати деформация след машинна обработка. За големи форми трябва да се възприеме стъпаловиден процес на нагряване и изотермично охлаждане, като се контролира скоростта на охлаждане до по-малко или равно на 5 градуса/час, за да се постигне степен на облекчаване на вътрешното напрежение над 80%. Изисква се и обработка с отгряване преди рязане на суровината, за да се намали твърдостта на материала (по-малко или равно на HRC25), да се подобри ефективността на рязане и да се удължи живота на инструмента.
Контролът на точността на размерите на материала трябва да се поддържа през целия процес на предварителна обработка. Високо{1}}прецизни триони (точност на рязане ±0,1 mm) се използват за рязане на суровини, за да се гарантира, че отклонението на дебелината на ламарината не надвишава 0,2 mm, оставяйки равномерен резерв за последваща обработка. За суровини с кухини, грубото смилане се извършва с помощта на шлифовъчна машина, за да се контролира плоскостта в рамките на 0,05 mm/m, намалявайки количеството на рязане, необходимо при последваща обработка. Едновременно с това се извършва откриване на дефекти (като ултразвуково изпитване) върху суровината, за да се гарантира липсата на вътрешни пукнатини, пори и други дефекти, предотвратявайки внезапно счупване по време на използване на формата.
