Özet
Tong Yang mühendisleri, plastik sis lambası enjeksiyon kalıplama parçasındaki estetik kusurları çözmekle görevlendirildi (Şekil 1, 2). Otomotiv dış bileşeni olduğundan, mümkünse kaynak izlerinden kaçınılmalıdır. Ayrıca, kaynak izleri kilitleme bileşenin yüzeyinde görünmemelidir. Tong Yang mühendisleri, Moldex3D kullanarak yolluk düzenlemelerinin kaynak izlerinin konumunu ve açısını nasıl etkileyebileceğini anlamak için Moldex3D kullanmıştır. Ayrıca, Moldex3D, Tong Yang’a hava çıkış kanalı sorunlarını çözmek için duvar kalınlığını optimize etmede yardımcı olarak, sis lambası parçasındaki estetik sorunları başarıyla çözmüştür.

Zorluklar

• Görünen bölgelerde kaynak izleri oluşumundan kaçınmak
• Hava sıkışması sorununu çözmek için geçerli bir tasarım oluşturmak

Çözümler

Moldex3D, Tong Yang mühendislerine parça yüzeyinde kaynak izlerini önlemek için, çeşitli giriş noktalarından denemeler yaparak akışın ilerleyişini optimize etme imkanı sağladı. Moldex3D’nin akış analizi sonuçlarına dayanarak, Tong Yang mühendisleri erkek taraftaki hava sıkışan bölgeyi tespit edebildi ve et kalınlığını ayarlamayı içeren gerekli tasarım değişikliklerini yaparak hava sıkışmasını çözme ve kaynak izi konumlarını iyileştirme olanağına sahip oldular.

Faydalar

• Hava sıkışması ve kaynakları izlerini de içeren tüm yüzey hataları giderildi
• Yüksek maliyetli olan kalıp tamir işleminden kaçınıldı
• Tasarım üzerindeki karar verme süreci hızlandırıldı

Vaka Analizi

Bu sis lambası parçasının geliştirilmesi tasarım ve kalıp denemeleri olmak üzere iki aşamada gerçekleşti. Moldex3D simülasyonları her iki geliştirme aşamasında farklı amaçlarla yapıldı. Kalıp yapılmadan önceki tasarım aşamasında, temel amaç giriş tasarımını doğrulamak ve potansiyel kozmetik kusurları öngörmekti. Giriş tasarım doğrulaması, farklı giriş sayıları, konumları ve yolluk düzenlerini birleştiren 3 farklı tipin simüle edilmesini içeriyordu. Tasarım karar verme kriteri, kaynak hattı ve hava sıkışması gibi kozmetik kusur sayısına dayanıyordu. En az kusur içeren tasarım sonraki kozmetik kusur optimizasyon çalışmaları için kullanıldı. Kalıp yapıldıktan sonra ve ilk kalıp denemesi tamamlandıktan sonra, simülasyon sonuçları gerçek enjekte edilmiş parça ile karşılaştırıldı. Ayrıca, kalıp denemesinden kaynaklanan kusurlar kök nedeni aramak ve etkili çözümler bulmak için analiz edildi (Şekil 3).

 

Giriş tasarım doğrulaması, Moldex3D’deki ilk görevdi. Şekil 4’te gösterildiği gibi, A Tipi parçanın alt ortasında tek bir giriş bulunmaktadır. B Tipi tasarımında giriş sayısı A Tipi ile aynı olsa da giriş konumu parçanın alt sağ tarafındadır. Son tasarım olan C Tipi, sol ve sağ taraflarda yer alan iki girişe sahiptir. Tüm tasarımların analizleri tamamlandıktan sonra, görünür alanlarda meydana gelen kaynak izleri ve hava sıkışma noktaları incelendi ve nihai giriş tasarımına kararı verildi.

Şekil 5 analiz sonuçlarındaki kaynak izi ve hava sıkışmasının karşılaştırma tablosuna göre, B Tipi en az kaynak izi ve hava sıkışması kusuruna sahiptir, bu nedenle sonraki kozmetik kusur optimizasyon çalışmaları için bu tip giriş kullanıldı.

Kaynak açısı, kaynak izi kalitesini karşılaştırmak ve değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan bir indekstir. Orijinal parça kalınlığı tasarımında kaynak açısı yaklaşık 120 derecedir. Şekil 6’da gösterildiği gibi, parça kalınlığı tasarım optimizasyonu sonrasında kaynak açısı 120 dereceden 140 dereceye yükseltilmiş ve bu da kaynak izinin daha kısa ve daha az görünür olması anlamına gelir.

Kalıp yapıldıktan sonra ve ilk kalıp denemesi tamamlandıktan sonra, simülasyon sonuçları gerçek enjekte edilmiş parça ile doğrulandı. Farklı doluluk yüzdelerindeki karşılaştırma resimlerinde gösterildiği gibi (Şekil 7), simülasyon sonucu, gerçek eksik dolum yapılmış parça ile uyumlu oldu.

Ancak, ilk kalıp denemesinde parça yüzeyinde hava sıkışması gözlemlendi. Hava sıkışması, dişi tarafın görünür bir bölgesinde, herhangi bir havalandırma yuvasının uygulanmasının mümkün olmadığı yerde oluştu. Eriyik malzeme, köşe bölgelerdeki akışın çevre bölgelerdeki akıştan daha hızlı ilerlediği bölgelerle aynı şekilde hareket ettiğini gösterdi. Temel neden, yuvarlak bölgenin geometri özelliği, ana kalınlığa (2.5 mm) kıyasla parça kalınlığını daha kalın(3.5 mm) hale getirmesi. Bu nedenle daha kalın bölge daha düşük dirence sahip olduğundan daha hızlı akar.

Çözüm olarak, o bölgenin kalınlığının 3.5mm’ye çıkarılması önerildi ve bu deneme Moldex3D ile doğrulandı(Şekil 8). Melt Front Time sonuçlarına göre kalınlığı artırılan bölgeden dolayı ekstra iki kaynak izi meydana geldi. Ancak, bu iki ekstra kaynak izi görünmez bölgelerde bulunduğundan kabul edilebilir.

Yeni tasarım kalıba uygulandı. Kalıp denemesinden sonra hava sıkışması ve kaynak izi sorunları tekrar kontrol edildi ve sonuç, önceki simülasyon sonuçlarıyla uyumlu oldu. Parça kalınlığını core-out hale getirerek hava sıkışması sorunu çözülebilir ve ek kaynak izleri kabul edilebilir, çünkü görünmez bölgelerde bulunmaktadır (Şekil 10).

Sonuçlar

Moldex3D simülasyon çalışmaları, giriş tasarım doğrulamasının başında ve kalıp denemesinden sonra kusurların analizinde kullanıldı. Son giriş tasarımının tahmin sonuçları, ilk kalıp denemesinden sonra gerçekte eksik dolum yapılmış örneklerle sürekli olarak karşılaştırıldı. Ancak düzensiz parça kalınlığı bir hava sıkışması sorunu yaratmaktaydı. Bu durumda hava sıkışması yüzeyde olduğu için hava çıkış kanalı uygulanması mümkün değildi. Moldex3D simülasyonu, kusurları analiz etmek ve parça kalınlığındaki core-out çözümü doğrulamak için tekrar kullanıldı; bu da maliyetli olan yeniden kalıp işlemesini önlemek amacıyla gerçekleştirildi. Son olarak, Moldex3D, Tong Yang’a hava sıkışmasını çözmek için duvar kalınlığını optimize etmede yardımcı oldu ve sis lambası parçasındaki estetik sorunları başarıyla çözdü.