النمذجة والمحاكاة والتحليل ثلاثي المراحل لتكنولوجيا معالجة منتجات النفخ

المؤلف: مولان - الشركة المصنعة للقوالب البلاستيكية

ثلاث مراحل النمذجة والمحاكاة والتحليل لتكنولوجيا معالجة منتجات النفخ. لتصبح مادة قيمة، يجب معالجة البوليمرات وتشكيلها، وبالتالي فإن تطوير تكنولوجيا معالجة وتشكيل البوليمر يحدد المستوى العام للتنمية في علوم وتكنولوجيا مواد البوليمر. تكنولوجيا معالجة منتجات النفخ هي ثالث أكبر تكنولوجيا صب البوليمر، وهي تكنولوجيا صب البوليمر التي تطورت بسرعة في الآونة الأخيرة. بالمقارنة مع تكنولوجيا حقن صب المستخدمة على نطاق واسع، وتكلفة المعدات والقوالب نفخ أقل (على سبيل المثال، تكلفة قالب نفخ مصدات السيارات والعاكسات حوالي 1/4 من تكلفة حقن صب)، وقوة المشبك صغيرة (نفخ صب باريسون ضغط النفخ أقل عموما من 1MPa، في حين أن ضغط الانصهار في تجويف قالب الحقن هو عموما 15 ~ 140MPa)، وانخفاض استهلاك الطاقة، والقدرة على التكيف قوية (يمكن تشكيل هيكل معقد، وإنتاج مزدوج الجدار)، والأجزاء الصناعية المشكلة لديها سلامة عالية، والأداء الشامل جيدة، وقيمة مضافة عالية، وعيوب صغيرة، وانخفاض التكلفة. لذلك، أصبحت تقنية معالجة منتجات النفخ أكثر شيوعًا في صناعة السيارات وغيرها من المجالات، وتستخدم على نطاق واسع. في الآونة الأخيرة، تتطور ملحقات صناعة النفخ في اتجاه التعقيد والحجم الكبير. ومع ذلك، هناك مشاكل بارزة مثل الاستهلاك الكبير للمواد، وارتفاع استهلاك طاقة المعالجة، وانخفاض كفاءة الإنتاج في منتجات النفخ للأجزاء الصناعية مثل السيارات. هياكل أنابيب التوصيل المختلفة وأنابيب التهوية في السيارات معقدة، ومعظمها منحني ثلاثي الأبعاد، وسيتم توليد كمية كبيرة من الوميض أثناء النفخ. على سبيل المثال، فإن جودة الوميض لتركيبة أنابيب السيارات التي تنتجها شركة تصنيع قطع غيار السيارات باستخدام تقنية معالجة منتجات النفخ التقليدية تزيد عن ضعف جودة التركيب؛ 9 مرات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأجزاء المنفوخة ذات الهياكل المعقدة والاختلافات الكبيرة في سمك الجدار تواجه مشاكل مثل ضعف أداء المظهر وانخفاض معدل نجاح النفخ. تتضمن تقنية معالجة منتجات النفخ ثلاث مراحل: صب الباريسون، ونفخ الباريسون، وتبريد المنتج، والتي تؤثر بشكل مباشر على حجم منتجات النفخ وخصائصها المختلفة، وهي العوامل الرئيسية التي تحدد استهلاك المواد والطاقة في عملية النفخ. 1. تشكيل الباريسون: تتأثر مرحلة صب الباريسون بشكل رئيسي بظاهرتين ريولوجيتين معقدتين، هما تمدد القالب والانثناء، ويحدد تأثيرهما المشترك حجم وشكل الباريسون قبل النفخ. 1) التنبؤ بحجم الباريسون باستخدام نموذج الشبكة العصبية. بناءً على سلسلة من البيانات المستمدة من التجارب أو محاكاة العناصر المحدودة (FE)، تم تطوير نموذج الشبكة العصبية (NN). إن تطبيق طريقة NN على دراسة صب الباريسون المتأثرة بعوامل متعددة يمكن أن يحدد العلاقة الكمية بين حجم الباريسون والمعلمات الميكانيكية ومعلمات أداء المواد ومعلمات معالجة منتج النفخ، مع عدم وجود افتراضات مبسطة أو الحد الأدنى منها، ليست هناك حاجة لاستخدام المعادلات التأسيسية أو التنبؤ عبر الإنترنت أو الاستجابة الأسرع وما إلى ذلك باستخدام النتائج المتوقعة لنموذج NN تتفق جيدًا مع النتائج التجريبية، مما يوفر أساسًا نظريًا للتحكم عبر الإنترنت في حجم الباريسون. 2) محاكاة حجم الباريسون تحت فجوة القالب ذات الرأس المتغير. لكل فجوة قالب محددة مسبقًا، يتم استخدام طريقة FE لإجراء محاكاة؛ يمكن دمج أقسام الباريسون الفرعية التي تم الحصول عليها عن طريق المحاكاة تحت كل فجوة قالب للحصول على بثق المقطع بالكامل تحت تغيير فجوة القالب. يجب أن يكون ملف تعريف الباريسون وتوزيع الحجم للمنتجات المصبوبة بالنفخ التي تم الحصول عليها متسقين مع النتائج التجريبية. ٢. تضخم الباريسون: يتعرض الباريسون في مرحلة التضخم لتشوهات كبيرة، وينطوي على عدم خطية في الهندسة والمادة والتلامس، مما يجعل نمذجته ومحاكاته أكثر صعوبة. انطلاقًا من توازن القوى بين عناصر الحجم الصغير للباريسون (الغلاف الرقيق)، يُنشأ نموذج فيزيائي للتضخم الحر للباريسون. بناءً على تقريب الغشاء الرقيق والعلاقة التأسيسية الجديدة لهوك، يُشتق نموذج رياضي يصف التضخم الحر للباريسون. يمكن استخدام النموذج الرياضي المذكور أعلاه للتنبؤ بنسبة التمدد المحلي، وتوزيع الإجهاد المحلي المحوري والمحيطي، وتوزيع سمك الجدار عند تضخم الباريسون بحرية، ويمكنه أيضًا التنبؤ بتأثير التضخم الحر للباريسون على خصائص المادة وأبعادها، والاعتماد على معلمات معالجة المنتجات المصبوبة بالنفخ، إلخ. ٣. تبريد المنتج وتصلبه: تؤثر كفاءة تبريد المنتجات المصبوبة بالنفخ بشكل مباشر على إنتاجية واستهلاك الطاقة في عملية النفخ، وهي أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على البنية البلورية المتكونة في المنتج. سيؤدي أي تغيير طفيف إلى نمو البلورات، وبالتالي إلى تغيير كبير في أداء المنتج. يمكن تحديد مجال درجة الحرارة ثلاثي الأبعاد، وحركية التبلور، ومعامل يونغ للمنتج المصبوب بالنفخ في النموذج الرياضي لمرحلة التبريد (E). من خلال المحاكاة، يُتوقع توزيع درجة الحرارة العابرة في جدار المنتج المصبوب بالنفخ، ويُقارن بالنتائج التجريبية، مما يوفر بيانات درجة الحرارة لمزيد من التحليل لخصائص البنية الدقيقة (درجة الاتجاه، التبلور، الكثافة، والإجهاد الحراري المتبقي) وأداء المنتج. متخصصون في نفخ القوالب | منتجات نفخ القوالب المخصصة.