從2020年4月起,SIGMA工程有限公司、阿博格和其他許多合作伙伴聯(lián)合開展了一項防止新冠肺炎病毒傳播的新項目。
現(xiàn)在,注塑成型LSR(液態(tài)硅橡膠)面罩的生產(chǎn)正在全速進(jìn)行。
SIGMASOFT®Virtual Molding 虛擬成型軟件被用于確定和優(yōu)化注射點、壓力、溫度分布、空氣滯留和 LSR材料的交聯(lián)。

定模板(左)和動模板(右)在180℃下循環(huán)10次依然穩(wěn)定
位于德國亞琛的SIGMA工程有限公司(以下簡稱SIGMA)參與了一項生產(chǎn)多功能面罩的跨公司項目,以為防止冠狀病毒傳播提供幫助。
“我們注意到,公眾及我們自己的員工對防護(hù)面罩的需求量都很大,這使得該項目的合作備受歡迎。”SIGMA的總經(jīng)理Thomas Klein在談及當(dāng)前形勢時表示,“憑借與阿博格和Polar-Form等合作伙伴之間成功而專注的合作,使我們能夠在最短的時間內(nèi)模擬出整個LSR成型模具的布局,優(yōu)化模具的設(shè)計以提高加工效率和耐用性。”
不只是可行性研究
為了實現(xiàn)面罩的順利生產(chǎn),在對模具進(jìn)行切削加工之前,SIGMA的項目工程師 Tobias Sonntag利用SIGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件對注射點的位置、排氣系統(tǒng)和熱設(shè)計進(jìn)行了評估。
對工藝參數(shù)及所需固化時間的預(yù)測也是該模擬的一個重要結(jié)果。
“我們研究了許多不同的因素,但重點是部件的質(zhì)量和光學(xué)特性,當(dāng)然還有用戶使用的安全性,即擁有一個無空氣滯留或其他缺陷的完美部件。同時,快速且節(jié)省資源的工藝設(shè)計對我們而言也非常重要。”Sonntag在談及該項目對部件的要求時說道。
通過模擬提高能效并節(jié)省資源

面罩填充壓力模擬結(jié)果
無需猜測模具如何達(dá)到其熱穩(wěn)定狀態(tài),因為SIGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件能精確計算出所需的循環(huán)次數(shù),這確保了大批量生產(chǎn)的可靠性。
為了精確控制溫度分布,根據(jù)仿真結(jié)果,將模具中溫度傳感器的數(shù)量增加到了6個,并對它們的位置進(jìn)行了優(yōu)化,這樣,就可以對加熱筒進(jìn)行集中調(diào)節(jié)。
此外,對模具的最佳絕緣則將所需的能耗降至最低,避免了浪費能源。
從模具設(shè)置到填充計算和熱分布,SIGMA在24小時之內(nèi)就完成了該項目的模擬。
采用瓦克提供的非后固化Elastosil LR 5040 LSR材料,每次循環(huán)可在180℃的溫度下注塑成型4個部件。
因此,在使用最佳絕緣、6個溫度傳感器和可調(diào)節(jié)加熱筒的模擬中,首次建立并優(yōu)化了4個型腔所需的對稱溫度場,然后由Polar-Form在模具制造中予以實現(xiàn)。
“在無部件和工藝參數(shù)可參考的壓力下設(shè)計模具是SIGMASOFT®Virtual Molding虛擬成型軟件的優(yōu)勢。”Thomas Klein總結(jié)說,“因為一切都必須馬上順利展開,因此合作伙伴們承受了巨大的壓力。讓我們非常高興的是,模具首先在計算機模擬中運行起來,從而避免了錯誤。這樣,高效的加工工藝很快就被創(chuàng)建出來。感謝所有合作伙伴為成功作出的共同努力。”