Atlas Copco Rental: ar comprimido
Informação profissional para a indústria de plásticos portuguesa
Resumo do webinar realizado pela Hexagon Production Software

A transformar a realidade virtual (Morphing virtual reality) no setor de moldes e matrizes

Joan Vallespí, gestor técnico e de produto da Hexagon e responsável pelo VISI22/06/2022

Recentemente, a Hexagon Production Software realizou um webinar para mostrar como implementar a informação proativa ou reativa nos processos FEA (Finit Element Analysis) ou engenharia inversa no processo de criação de moldes e matrizes de maneira rápida e otimizada. Na sessão, foram mostradas as possibilidades da transformação geométrica de uma maneira rápida e otimizada para adaptar essa informação ao projeto de moldes e matrizes.

Vamos começar pelo básico: o que é o morphing?

No campo da engenharia, o morphing de malha é uma técnica para alterar uma geometria existente ao aplicar uma distorção específica. Na forma original deste método, as alterações apenas são aplicadas nas posições dos nós, pelo que é preservada a conetividade dos elementos.

Igualmente importante é que esta tecnologia permite a criação de dados da superfície de ‘Classe A’. O termo superfícies de Classe A é normalmente usado no design automóvel para descrever um conjunto de superfícies que gerem e respeitem tanto a curvatura como o alinhamento da tangência da segunda derivada.

Porque a capacidade de controlar o morphing é tão importante?

Tudo começa com os problemas decorrentes do trabalho com moldes e matrizes. Nos moldes, geralmente, os problemas costumam aparecer depois das deformações e tensões, posteriormente ao processo de injeção. Os defeitos causados pela deformação devem ser corrigidos ao conceber as peças. Uma previsão precisa da contração e a deformação (‘Warpage’) podem identificar onde poderia ocorrer uma contração e deformação excessiva, como também o design das peças e moldes, a escolha de materiais e o processamento.

No fabrico de matrizes, a elasticidade do material é a que contribui os problemas também conhecidos como ‘Springback’, refere-se à recuperação elástica das peças deformadas. O Springback produz-se devido ao alívio elástico do momento da flexão transmitida à chapa de metal durante a conformação. Os engenheiros devem prever e compensar estes comportamentos durante a conceção da sequência da flexão.

foto
Morphing geométrica por dobramento radial.

Como é prevista ou medida a deformação / contração (Warpage) ou a recuperação elástica (Springback)?

Existem diferentes maneiras e programas especializados para obter/prever as deformações, mas em quase todos os casos o que obtemos são nuvens de pontos, geometria de wireframe ou malhas (STL), o difícil é realizar transformações dessa informação em geometria CAD com a qual podemos trabalhar ou implementar nos nossos projetos.

Como podemos ajudar com o Workflow dos criadores de moldes e matrizes?

Com os cálculos da FEA, é possível influenciar de forma proativa o processo de criação associado à injeção de plásticos. O mesmo acontece no fabrico de matrizes. Posteriormente, com a informação obtida através da engenharia inversa, podemos influenciar de forma reativa os processos da conceção do molde.

foto
Morphing geométrica com Springback calculado por secções.

Onde influencia a capacidade de trabalhar com morphing?

Dentro da injeção de plástico, na fase de teste, por vezes revela que são negligenciados alguns parâmetros e isto conduz à falha de algumas estruturas. A implementação destes cálculos nos projetos supera a abordagem tradicional dispendiosa anterior ao incluir, durante o processo de conceção, todos os parâmetros que permitem a modelação precisa de todas as tensões físicas em cada unidade estrutural.

Dentro do fabrico de matrizes, o uso da tecnologia de compensação da recuperação elástica (Springback), baseada nas previsões da FEA, pode reduzir significativamente o desvio geométrico induzido pela recuperação elástica, o número reduzido de testes requeridos não só reduz o tempo de comercialização, mas também tem um impacto positivo nos custos gerais (os testes geralmente representam até 30% dos custos gerais).

foto

Morphing a partir de cálculos por elementos finitos a geometria CAD editável.

Como funcionam as técnicas de Morphing?

Começamos por selecionar a geometria CAD base original, ou zonas específicas da mesma. Poseriormente, podemos adicionar zonas ou geometrias de restrição para que sejam modificadas. De seguida, selecionamos a informação original e a informação calculada (pontos de wireframe e malhas), definimos a capacidade de comparação das alterações e a sua flexibilidade.

Técnicas de Morphing que podemos usar com a solução VISI da Hexagon

As ferramentas de deformação da geometria permitem ao operador de CAD aplicar modificações pedidas pelo utilizador a qualquer tipo de dados (sólidos, superfícies, wireframes e malhas).

Existem diferentes técnicas como esticar, dobrar, torção, entre outras. Também podemos usar ferramentas de deformação de geometria que permitem definir as condições de início e fim para controlar a alteração do modelo.

Estas deformações dirigidas/guiadas podem ser aplicadas no Springback, Warpage, design, edição de conicidades, recuperação ou reparação de geometria, apenas para citar alguns dos exemplos:

  • Morphing ao usar previsões FEA. Este método usa a malha nominal e a malha de recuperação elástica (Springback) prevista para permitir a criação de um novo modelo CAD ‘compensado’, por exemplo, desde ficheiros calculados no Nastran.
  • Morphing ao usar curvas de referência. Este método permite subdividir a dobra/flange desejada em curvas de secção transversal. Cada secção é manipulada pelo utilizador para obter um ângulo diferente. A partir destes novos trechos o sistema calcula o modelo CAD compensado.
  • Morphing ao usar máquinas CMM/Scanner. Este método usa os dados digitalizados ou pontos digitalizados como geometria de referência.
  • Morphing baseado num determinado conjunto de pontos. As técnicas de compensação de superfície usam pontos de referência extraídos/manipulados das geometrias dadas.
  • Morphing ao usar uma malha compensada (com Springback calculado, por exemplo). É mostrada a capacidade de remodelar a superfície nominal ao usar uma malha já compensada que pode proporcionar algumas simulações da FEA. Neste caso, a implicação a ter em conta está relacionada com o número de pontos usados para combinar as peças.
  • Morphing geométrica. Esta tecnologia também pode ser aplicada a outras disciplinas, como a moldagem por injeção de plástico. A deformação (Warpage) do modelo nominal foi e é usado para realizar a transformação.
foto
Morphing desde STL a geometria CAD editável compensada pelas curvas selecionadas.

O VISI é um programa da Hexagon orientado para a indústria de moldes e matrizes. Trata-se de um software com CAD e CAM integrados, de modelação direta e híbrida, com estratégias de maquinação de fresa e eletroerosão a fio, módulos dedicados a moldes com análise de injeção de plásticos, matrizes com cálculo de desenvolvimento, implantação e ferramentas para realizar a engenharia inversa.

O VISI inclui três ferramentas básicas para aplicação das técnicas de Morphing referidas anteriormente:

  • O VISI Flow permite, através de ferramentas de simulação de injeção, configurar e executar análises para visualizar quanta contração e deformação (Warpage) esperar, dado o material atual, o design da peça e as condições de processamento definidas.
  • O VISI Springback Solver permite aos utilizadores avaliar de forma fácil e rápida a viabilidade das peças, bem como dos processos, com especial atenção às condições de recuperação elástica (Springback) dos componentes de chapa metálica. Além disso, identifica problemas de forma (ruturas/enrugamentos).
  • O VISI Reverse combina o poder da funcionalidade de modelação híbrida com as capacidades de processamento de dados de scan 3D para que os clientes possam criar facilmente modelos sólidos totalmente compatíveis e editáveis a partir de dados digitalizados.
Empack - Logistics & Automation 19 - 20 abril 2023

Subscrever gratuitamente a Newsletter semanal - Ver exemplo

Password

Marcar todos

Autorizo o envio de newsletters e informações de interempresas.net

Autorizo o envio de comunicações de terceiros via interempresas.net

Li e aceito as condições do Aviso legal e da Política de Proteção de Dados

Responsable: Interempresas Media, S.L.U. Finalidades: Assinatura da(s) nossa(s) newsletter(s). Gerenciamento de contas de usuários. Envio de e-mails relacionados a ele ou relacionados a interesses semelhantes ou associados.Conservação: durante o relacionamento com você, ou enquanto for necessário para realizar os propósitos especificados. Atribuição: Os dados podem ser transferidos para outras empresas do grupo por motivos de gestão interna. Derechos: Acceso, rectificación, oposición, supresión, portabilidad, limitación del tratatamiento y decisiones automatizadas: entre em contato com nosso DPO. Si considera que el tratamiento no se ajusta a la normativa vigente, puede presentar reclamación ante la AEPD. Mais informação: Política de Proteção de Dados

www.interplast.pt

InterPLAST - Informação profissional para a indústria de plásticos portuguesa

Estatuto Editorial