PAM-Composite – Công cụ mô phỏng cho việc sản xuất sản phẩm composite

2019-04-19 11:49:50

 

PAM-COMPOSITES cho phép bạn xác định và tối ưu hóa các tham số quy trình để giảm thiểu lỗi sản xuất và tăng chất lượng sản phẩm cuối cùng, giám sát từng bước bước của quy trình

PAM-COMPOSITES là một bộ công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn dành riêng cho việc sản xuất các sản phẩm Composite làm từ sợi chịu lực, carbon, thủy tinh hoặc sợi tự nhiên; một chiều, sợi vải, dệt, nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo.

1. Ứng dụng chính

  • Xếp sợi nền
  • Ép nóng composite nền nhựa nhiệt dẻo hoặc nhựa nhiệt rắn
  • Mô hình composite lỏng – phun nhựa vào trong khuôn
  • Lưu hóa nhựa nhiệt rắn
  • Tính toán ứng suất dư và biến dạng hình học gây ra bởi quá trình lưu hóa

Mỗi quá trình sản xuất được mô phỏng và phân tích. Thông tin của các quá trình được chuyển tiếp giữa các giai đoạn mô phỏng.

 

2. Lợi ích

  • Tiết kiệm thời gian và chi phí do giảm được vòng lặp thiết kế - sản xuất thử.
  • Rút ngắn thời gian sản xuất sản phẩm.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm.
  • Khắc phục lỗi của sản phẩm trong quá trình sản xuất.
  • Giảm phế liệu trong quá trình sản xuất.
  • Đánh giá hiệu quả sản xuất thông qua phân tích
  • Xác định và tối ưu hóa các tham số quy trình
  • Giảm tối thiểu khuyết tật xảy ra trong quá trình phát triển sản phẩm
  • Đạt được các tiêu chí chất lượng được yêu cầu trong quá trình sản xuất.

3. Hướng tới quy trình thiết kế sản phẩm

Kết quả mô sản xuất có thể được chuyển sang phân tích kết cấu tĩnh hoặc động để mô phỏng sản phẩm thực tế giống như đã được xây dựng lên.

 

3.1. Draping and Thermoforming

 PAM-COMPOSITES được sử dụng để mô phỏng quá trình tạo hình trước của sợi, tấm được tẩm nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa nhiệt dẻo.

Mô phỏng quy trình:

  • Dập – sử dụng nửa khuôn cứng tuyệt đối
  • Dập có đệm cao su
  • Dập nóng
  • Dập có màng chắn

Kết quả mô phỏng điển hình

  • Định hướng sợi
  • Phân bố độ dày
  • Tối ưu hóa mẫu phẳng ban đầu
  • Dự đoán cầu nối
  • Dự đoán nhăn, rách
  • Ứng suất kéo nén
  • Hàm lượng sợi, thớ
  • Tỷ lệ nén

Các kết quả này được thể hiện ngay cả trong mức sợi, thớ, cũng như tấm nhiều lớp..

Lợi ích:

  • Xác định tính khả thi nhanh chóng
  • Giảm thiểu mẫu thử, giảm vật liệu thừa
  • Xác định hướng của các sợi chính xác để phân tích cấu trúc.
  • Tiết kiệm thời gian và giảm khuyết tật.

  Với PAM-Composite, lỗi sản xuất được loại bỏ và chất lượng sản phẩm được cải thiện trong quy trình phát triển sản phẩm ban đầu. Mô phỏng cũng có thể được sử dụng sau này trong quá trình sửa chữa các vấn đề đã được xác định.

 

3.2. Liquid Composites Molding (LCM)

Quy trình

  • Gia nhiệt trước cho khuôn và phôi.
  • Nhựa biến đổi trong khuôn (RTM)
  • Điền đầy nhựa có sự hỗ trợ hút chân không (VARI)
  • RTM chịu nén (C-RTM)
  • RTM áp suất cao (HP-RTM)

Kết quả mô phỏng điển hình:

  • Dự báo vùng thiếu vật liệu
  • Mức độ rỗng
  • Thời gian điền đầy
  • Tăng giảm nhiệt độ

Lợi ích:

  • Nhanh chóng xác định thời gian điền đầy
  • Xác định vị trí điền đầy nhanh nhất mà không có khuyết tật

Một bộ giải có hiệu quả cao

Nhờ có bộ giải có hiệu suất cao, giao diện có thể điều chỉnh thích hợp,  PAM-COMPOSITE có thể xử lý các mô hình LCM số cực lớn bằng các phần tử shell hoặc solid.

Liên kết liền mạch với mô phỏng Draping

Tính thấm, các thông số đầu vào chính của quá trình LCM phụ thuộc nhiều vào sợi định hướng. Các phương pháp hình học có thể được sử dụng để dự đoán định hướng các sợi trong phôi.

 

 

Mô hình cánh tuabine gió

 

 

Tác dụng của các dòng chảy nhữa trong quá trình phun nhựa

3.3. Curing and Distortions

PAM-COMPOSITES được sử dụng để tính toán ứng suất còn lại và biến dạng hình học, chẳng hạn như đàn hồi ngược và cong vênh, gây ra bởi quá trình sản xuất các bộ phận nhựa nhiệt rắn. Nó giải thích cho các ứng suất được tạo ra bởi sự thay đổi các tính chất của vật liệu do sự biến đổi pha - trong quá trình đóng rắn vật liệu chuyển từ chất lỏng sang cao su sợ thủy tinh

Nhiệt độ và sự lưu hóa được tính toán trong mô phỏng chữa được lấy một cách liền mạch trong mô phỏng biến dạng.

Xác định và tối ưu hóa

  • Định nghĩa xếp chồng
  • Chu trình lưu hóa
  • Vật liệu khuôn và thiết kế
  • Bù hình học

 

Có thể dự đoán:

  • Thời gian lưu hóa
  • Mức độ của lưu hóa
  • Ứng suất nội bộ trong quá trình đóng rắn
  • Ứng suất dư
  • Biến dạng trong quá trình đóng rắn
  • Biến dạng sau quá tình lưu hóa

Đưa ra các đánh giá:

  • Lịch sử quá trình lưu hóa
  • Tương tác nhiệt với khuôn

Lợi ích:

  • Hạn chế sai số trong lắp ráp
  • Đáp ứng yêu cầu dung sai hình học
  • PAM-COMPOSITES đưa ra các khuyến nghị cho các tham số quy trình để giảm thiểu sự biến dạng hình dạng của các bộ phận phức hợp.
  • Nó cũng được sử dụng để tạo ra một khuôn bù đắp dựa trên biến dạng hình học tính toán để có được một hình học phần cuối cùng trong dung sai quy định.

Nhiệt độ và lịch sử lưu hóa tại một tấm vỏ thân máy bay sau quá trình lưu hóa

Dự đoán chuyển vị theo phương vuông góc sau quá trình lưu hóa và tạo hình của tấm vỏ thân máy bay

 

Hình ảnh chi tiết

 

Tài Liệu Tham Khảo

Bình luận