Processworks / Simpoeworks Présentation Denis AUGUSTE Lycée de Lorgues

Présentation Simpoe – Mold devient SimpoeWorks en 2009 et Gold-Partner de Solidworks L’utilisation de ce logiciel sur un fichier pièce SolidWorks Permet : L’étude du remplissage du moule (empreinte) La définition de la pression nécessaire au remplissage La définition des champs de température Le temps de fabrication de la pièce. 2. La présence du logiciel est signifiée par : Un onglet additionnel : Une barre de menu supplémentaire :

Présentation Les étapes de la simulation SimpoeWorks : A partir du fichier de travail, il représente une pièce plastique généralement de type « coque », pièce mince. Le maillage : Il s’agit de réaliser une discrétisation de la géométrie et l’on divise le volume étudié en éléments finis Le choix de la matière : parmi un choix de 23 thermoplastiques aux caractéristiques définies. La presse à injecter : Définition de la pression d’injection maximum de la presse utilisée. Les paramètres de remplissage : Le temps de remplissage de la cavité, température fusion de la matière principale, Température paroi du moule. Sélection du ou des points d’injection (1, 2, 4, 8) Exécution, simulation du remplissage. calcul du remplissage, en fonction des sélections précédentes Consultation et analyse des résultats. Evolution du front de matière, pression de fin de remplissage, contraintes de cisaillement, retrait, temps de refroidissement, courbes …

Présentation 1. Le maillage 1/2 : Accès par double-clic sur surfacique L’onglet Catégorie permet d’identifier si un seul corps se présente à l’écran Renseignement de la densité du maillage, la valeur est la distance moyenne entre 2 nœuds du maillage. Entre 10000 et 30000 triangles le calcul reste de l’ordre de quelque minutes (choix 2,5) La commande mailler permet de visualiser le maillage programmé Plus le maillage est important, plus le temps de calcul est long ! On ne traite qu’une seule cavité (on suppose qu’il se passe la même chose dans toutes les empreintes ! Après application du maillage, les résultats du calcul apparaissent

Présentation 1. Le maillage 2/2 : La fonction « Auto » est déconseillée Outil de raffinement locaux Raffinement local par : « attribuer une taille » Sélectionner les faces concernées Les faces apparaissent en blanc On choisi ainsi localement un maillage plus serré Le maillage est la recherche du compromis qualité du maillage/temps de calcul Mettre nécessairement 1 nœud au point d’injection

Choix parmi 23 matériaux génériques définis Présentation 2. Le choix de la matière 1/2 : Expression de la valeur de l’écoulement en fonction de l’échauffement. Variation de la viscosité de la matière suivant le taux de cisaillement, ou la vitesse d’écoulement. Comportement non Newtonien : variation de la viscosité Choix parmi 23 matériaux génériques définis Plusieurs onglets de caractéristiques avec notamment les courbes viscosité / taux de cisaillement

La densité du matériau évolue avec la température Présentation 3. Le choix de la matière 2/2 : Les courbes PVT La densité du matériau évolue avec la température Expression de la densité du matériau en fonction de la température et suivant des pression différentes.

Présentation 4. La presse à injecter : Pression d’injection maximum de la machine On indique ici la valeur de pression que peut délivrer la presse utilisée (par défaut 80 Mpa) Si au cours du calcul le remplissage demande plus que la valeur renseignée alors un « arrêt matière » peut avoir lieu, mais dans tous les cas le temps de remplissage indiqué dans les paramètres de remplissage ne sera pas respecté

Présentation 5. Les paramètres de remplissage : On choisi ici le temps de remplissage de la cavité : Si ce temps est trop long, on laisse le temps à la matière de se solidifier et le remplissage est alors incomplet. Si le temps est trop cours on dégrade la matière par l’utilisation d’une pression trop importante. Pour la température de fusion, il convient généralement de prendre les valeurs par défaut du matériau choisi (rappelée en dessous du champ à remplir) La touche « Auto » permet de définir un temps dépendant du volume de la pièce pour un débit de 30cm3/s, c’est une valeur moyenne de débit préréglée, ce calcul est fait grâce à la connaissance du volume de la pièce. La température des parois du moule (régulées par le système de refroidissement de l’outillage), il est là aussi conseillé d’utiliser la valeur de référence proposée

Présentation 6. Sélection du point d’injection : Seuil Il faut utiliser le moins de de points possibles pour éviter les phénomènes de soudure (lignes de recollement) Ajouté un seuil Effacer un seuil Ajouter seuils automatiquement (1, 2, 4, 8) Effacer tous les seuils Annuler Le logiciel peut proposer le ou les points appropriés, dans le cas d’un seul seuil, il est défini pour équilibrer le front de matière On injecte dans les zones les plus épaisses pour avoir le plus de temps possible pour compacter. Au plus la paroi du point d’injection est mince au plus vite la matière solidifie, ce qui peut empêcher le remplissage Les seuils d’injection se positionnent sur les nœuds du maillage d’où l’importance du raffinement local.

Présentation 7. Exécuter : simuler le remplissage Accès par clic droit sur Remplissage puis : Exécuter La fenêtre permet de suivre l’évolution du calcul détaillant tous les 10% Le calcul de simulation est indépendant de Solidworks, il est possible de travailler sur une autre pièce durant le calcul Si le remplissage n’a pas lieu, alors on obtient un message de Warning « Short-shot »

Présentation 8. Analyse des résultats 1/7 : Le menu résultats Accès par double clic sur Résultats de Remplissage La fenêtre permet d’accéder à différents types de résultats pour lesquels une visualisation avec une palette de couleurs gradue les valeurs associées. En cochant, on choisi de faire apparaitre les défauts éventuels ou les vecteurs vitesse d’écoulement Des curseurs permettent de déplacer les bornes la visualisation On peut agir sur la vitesse d’exécution ou l’étendue de la simulation Les commande de lecture et l’accès aux courbes

Présentation 8. Analyse des résultats 2/7 : Le front de matière Expression du temps en seconde de l’avancement du front On retrouve en général le temps de réglage si la simulation c’est bien passée. Simulation de l’avancement du front La simulation est possible en continu ou en pas à pas. Il est possible d’animer soi-même le front de matière à l’aide des fléches du clavier

Présentation 8. Analyse des résultats 3/7 : La pression en fin de remplissage On peut lire l’échelle des pressions nécessaires lors du remplissage On visualise les pressions nécessaires dans la cavité lors du remplissage Cette pression dépend de la distance parcourue par le front et met en évidence les pertes de charges dûeent à l’écoulement

Présentation 8. Analyse des résultats 4/7 : température centrale et Contrainte de cisaillement La valeur de cisaillement conseillée est de 0,5 MPa Un cisaillement trop important impose une augmentation du temps La température centrale du front de matière retrace l’historique de l’avancement la température du front. On peut ainsi vérifier si la matière ne se cisaille pas durant le remplissage, le cisaillement est source d’auto-échauffement L’auto-échauffement ne doit pas dépasser les 20°C (comparaison entre la température du front et la température d’injection) Au plus la matière est injectée rapidement, au plus les couches se cisaillent

Présentation 8. Analyse des résultats 5/7 : retrait volumique et temps de refroidissement Le retrait volumique en fin de remplissage donne une idée du retrait obtenu en cas d’éjection de la pièce en fin de remplissage. Cette image permet de justifier le compactage, on compacte pour minimiser le retrait. L’estimation du temps de refroidissement défini le temps nécessaire pour passer de la température d’injection à la température d’éjection. Le calcul est fait dans le cas d’un moule idéalement régulé.

Présentation 8. Analyse des résultats 6/7 : Bulles d’air / Events – lignes de soudure On visualise les bulles d’air On visualise les lignes de soudure La coche bulles lignes de soudures permet de visualiser les rencontres de front de matière, Les soudures peuvent être visibles (esthétique) mais même non visible, elles sont à l’origine de fragilité mécanique La coche bulles d’air / Events permet de visualiser ces difficultés, et notamment les bulles qui se trouve éloignées des évents.

Présentation 8. Analyse des résultats 7/7 : Les courbes Variation de la pression à l’entrée de la cavité Variation des trois composantes de la force de fermeture Variation de la pression à la ou les positions nodales sélectionnées Variation de la température à la ou les positions nodales sélectionnées