Egy jó tervező mérnöknek mindig gondolnia kell az alkatrészek gyárthatóságára. Már a fejlesztés során figyelembe kell vennie, hogy a tervezendő komponens milyen anyagból fog elkészülni, és a geometria függvényében milyen technológiával lesz legyártható. Csak ebben az esetben lesz képes úgy optimalizálni a végterméket, hogy az mechanikailag, esztétikailag és költséghatékonyság tekintetében is leginkább megfeleljen a követelményeknek.
Gyártástechnológiai optimalizálás szempontjából a fröccsöntés egy igen összetett feladat, mivel ennél az eljárásnál a végtermék tulajdonságai rengeteg paraméter együttes hatásából adódnak ki. Régebben a tervezők csak a saját tapasztalataikra és az intuícióikra hagyatkozhattak a fröccsöntés hatásainak figyelembe vételekor, és terveiket csak később, az első prototípusok legyártása után tudták finomhangolni. Szerencsére a PC-k és a mérnöki tervezői szoftverek számítási képességeinek növekedésével egy új út is megnyílt a fejlesztők előtt, amivel a hagyományos iterációs folyamat számottevően lerövidíthető. Ez az eszköz pedig nem más mint a szimuláció.
Az alábbi videóban Brian Zias, a SolidWorks vezető műszaki menedzsere részletesen bemutatja, hogy a SolidWorks Plastics szimulációs modul pontosan milyen kérdésekre tud választ adni a 3D CAD modellek alapján már a tervezés korai szakaszában, melyekkel sokkal gyorsabban, jobb minőségű késztermékeket lehet előállítani. Elmondása szerint 3 alapvető kérdést érdemes feltenni a tervezés során.
https://www.youtube.com/watch?v=ORM_2Guy1X4
1. Kitöltődik-e teljesen az alkatrész?
Ez egy alapvető kérdés, ami arra keresi a választ, hogy az alkatrész gyártható-e egyáltalán. A fröccsöntési szimulációval közelítőlegesen meghatározható, hogy milyen fröccsöntési paraméterekre (fröccstérfogat, záróerő, fröccsnyomás) lesz szükség a gyártás során, vagyis mekkora gép üzemidejét kell majd megfizetni. Ezekből a paraméterekből és a kalkulát ciklusidőből megállapítható, hogy várhatóan mennyire lesz nehéz az alkatrész gyártása és ennek milyen költség vonzata lesz. A szimulációs eredményből látható továbbá az is, hogy az alkatrésznek melyik geometriai eleme lehet problémás a kitöltés szempontjából (beömlőtől távoli helyek, vékony falak, bordák), és ez alapján a kérdéses pontok már a korai fázisban módosíthatók.
2. Hogyan fog kinézni az elkészült termék?
Bár a megtervezett 3D CAD modell első ránézésre teljesen jónak tűnhet, a legyártott termék adott esetben ettől jelentősen eltréhet. Ez pedig negatív hatással lehet az alkatrész mechanikai tulajdonságaira, esztétikai megjelenésére és akár még a beszerelhetőségére is. Szimulációs szempontból ez a legnehezebb kérdés, de ahogy a videóban is láthatjuk a SolidWorks Plastics jó munkát végez a modellből fakadó fröccsöntési hibák előrejelzésében. Szimuláció segítségével vizsgálhatók az alkatrészek vetemedései, a beszívódási helyek, a sorjaképződési pontok, az összecsapási helyek és más hasonló potenciális fröccsöntési hibák is. Az eredmények ismeretében pedig a tervező eldöntheti, hogy a CAD modelltől való eltérés az adott alkatrész esetében van-e olyan mértékű vagy jelent-e akkora problémát bármilyen szempontból, ami miatt szükséges az alkatrész áttervezése.
3. Tudok-e javítani a terméken?
Ez lenne ugye a végcél, hogy minden alkatrész jobb minőségű, gyorsabban legyártható és alacsonyabb költségű legyen. Ezt a célt úgy érhetjük el, ha a hagyományos tervezési folyamatot kiegészítjük egy szimuláció alapú iterációval. Az első elkészült CAD modellek szimulációs eredményei alapján a problémás helyeken módosítható a geometria, majd ezt követően egy újbóli szimulációval meghatározható, hogy a módosítás sikeresen kijavította-e a hibát. Ez a ciklus pedig szükséges számban megismételhető, egészen addig amíg az alkatrész meg nem felel minden elvárásnak.