注塑加工成型模擬和注塑機之間的直接數(shù)據(jù)接口將計算機模型與現(xiàn)實世界的過程聯(lián)系起來。這可以通過持續(xù)生產(chǎn)改善產(chǎn)品和模具設(shè)計的結(jié)果。一個案例研究展示了家庭模具中汽車部件的這些好處。

使用當今的數(shù)字工具，甚至在新注塑產(chǎn)品的模具配置之前就已經(jīng)生成了大量信息。例如，使用仿真來識別可能的澆口位置、檢查型腔的填充行為、設(shè)置注塑工藝的邊界條件以及優(yōu)化模具冷卻。當模擬結(jié)果令人滿意時，可以開始模具生產(chǎn)，然后進行試制、優(yōu)化機器設(shè)置，進行批量生產(chǎn)。然而，在取樣期間，通常需要對型腔進行返工以達到所需的產(chǎn)品質(zhì)量。這會顯著提高項目成本并延長新產(chǎn)品的上市時間。

模擬中定義的許多工藝參數(shù)沒有轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程中這一事實可能是額外工作的原因之一。為什么會這樣？主要問題在于對模擬過程生成的值進行耗時的轉(zhuǎn)換以使其有用。此外，模擬技術(shù)人員收到的關(guān)于隨模具提供的配置數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量或模擬質(zhì)量的反饋幾乎為零。

首先，模擬和注塑機控制器需要學(xué)習(xí)如何用同一種語言相互交談。

為了突破這一數(shù)據(jù)障礙，Engel開發(fā)了一種數(shù)據(jù)接口，稱為simlink，該接口有助于將在模具生產(chǎn)之前通過仿真定義的參數(shù)設(shè)置以以下形式直接傳輸?shù)阶⑺軝C的控制單元一組初始的建議設(shè)置。相反，該接口還可以將現(xiàn)實世界的工藝數(shù)據(jù)從成型機傳輸回模擬環(huán)境。目的是通過迭代進步來提高模擬的質(zhì)量。這樣，仿真技術(shù)人員和生產(chǎn)技術(shù)人員就可以互相利用彼此的知識和成果，互相學(xué)習(xí)。

模擬的準確性很大程度上取決于建模和材料數(shù)據(jù)的質(zhì)量；換句話說，它是一個“garbage-in/garbage-out”系統(tǒng)。仿真越逼真，結(jié)果越好，仿真的好處也越大。因此，simlink接口同樣可以作為后處理器來導(dǎo)出注塑機的初始設(shè)置，也可以作為預(yù)處理器將生產(chǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模擬環(huán)境。因此，simlink旨在從注塑產(chǎn)品的模擬中生成一組初始建議設(shè)置，同時通過生產(chǎn)反饋穩(wěn)步提高模擬質(zhì)量。為此，simlink配備了三個功能：修改、導(dǎo)出和導(dǎo)入。

在修改功能中，將模擬的邊界條件和工藝設(shè)置與為產(chǎn)品設(shè)想的注塑機進行比較。例如，目標動力學(xué)包含在邊界條件中，并且根據(jù)機器限制檢查模擬的過程設(shè)置。修改可以衡量產(chǎn)品是否可以在選定的成型機上實際制造。

在Export中，接收用于在機器上取樣新模具的建議初始設(shè)置，并直接傳輸?shù)紼ngel注塑機的控制裝置。因此，模擬的邊界條件被轉(zhuǎn)換為可以寫入成型機的零件數(shù)據(jù)集，其設(shè)置值可以由控制器正確解釋。過程參數(shù)和配置文件會自動與所選機器的極限值進行比較。通過這種方式，處理器可以使用經(jīng)過仿真測試的設(shè)置更有效地開始生產(chǎn)。

注塑機數(shù)據(jù)庫確保通過對實際機器能力的準確建模來執(zhí)行模擬。

在導(dǎo)入的情況下，情況正好相反：來自生產(chǎn)機器的真實參數(shù)值和信號被引導(dǎo)回模擬程序。使用該反饋，模擬技術(shù)人員可以驗證模擬質(zhì)量、比較壓力曲線并積累專業(yè)知識。

當前版本的simlink可與兩個仿真工具一起使用——Autodesk的Moldflow和Simcon的Cadmould。數(shù)據(jù)接口與帶有CC200和CC300控制單元的Engel注塑機兼容；不需要額外的軟件或硬件。

simlink生成的建議設(shè)置可以通過多種方式傳輸?shù)阶⑺軝C。數(shù)據(jù)傳輸可以通過公司網(wǎng)絡(luò)（例如網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器或MES）或通過互聯(lián)網(wǎng)進行。如果機器未聯(lián)網(wǎng)，也可以使用U盤進行傳輸。敏感數(shù)據(jù)（例如CAD文件和完整模擬項目的信息）保留在用戶的本地系統(tǒng)中，不需要使用simlink。只有必要的參數(shù)和設(shè)置通過接口傳輸，因此用戶在任何時候都可以完全透明地了解數(shù)據(jù)流量。

通過模擬確定的初步設(shè)置和真實世界的成型過程結(jié)果來回共享有助于改進模擬和優(yōu)化機器設(shè)置。

進行測試

Engel與OerlikonHRSflow和Borealis合作，對simlink進行了廣泛的實際測試。三腔一熱流道葉柵8個伺服電動噴嘴的家庭模具投入生產(chǎn)。有問題的部件是車門的內(nèi)部裝飾、地圖袋和加強元件，所有部件均由含有7%礦物填料的聚丙烯制成。

零件生產(chǎn)的設(shè)置將通過模擬確定和優(yōu)化。優(yōu)化的重點是所有三個型腔的流動前沿速度恒定，以及熱流道伺服電動噴嘴的切換點。在這個具有不同尺寸型腔的家庭模具中，的挑戰(zhàn)是協(xié)調(diào)熱流道噴嘴的級聯(lián)到流動前沿位置。

仿真模型在AutodeskMoldflow中建立，包含型腔、整個熱流道、伺服電針關(guān)閉噴嘴和機器噴嘴，包括螺桿前面的一些空間。模具冷卻也包括在模擬中。

用于汽車熱流道系列模具的AutodeskMoldflow仿真模型具有八個伺服電動閥式澆口噴嘴。

首先，使用相對注射曲線進行與機器無關(guān)的模擬，注射速度被定義為通過型腔填充水平的體積流量百分比。因此，型腔中任何點的熔體前沿速度與系統(tǒng)中的熔體壓縮無關(guān)。

首先，使用相對注射曲線執(zhí)行與機器無關(guān)的模擬，其中注射速度被定義為通過型腔填充水平的體積流量百分比。

目的是在整個灌裝過程中保持恒定的流動前沿速度。各個熱流道噴嘴的切換點是根據(jù)灌裝期間的流動前沿位置確定的。指定腔中的流動前沿將在相應(yīng)的澆口處與來自噴嘴的流動前沿相遇。這很容易通過初始的獨立于機器的模擬來實現(xiàn)；各個噴嘴的打開時間完全相互分離，并與系統(tǒng)中的熔體壓縮完全分離。這表明，通過選擇與機器無關(guān)的仿真，即使是復(fù)雜的系統(tǒng)也可以非?？焖俚貎?yōu)化，并且仿真中的迭代次數(shù)很少。

通過模擬優(yōu)化流程

在與機器無關(guān)的模擬中，所有初始設(shè)置都是使用simlink為所選注塑機確定和修改的。為了在特定生產(chǎn)機器的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化流程，再次模擬獲得的機器相關(guān)設(shè)置。

由于與機器相關(guān)且因此非常現(xiàn)實的參數(shù)的結(jié)果非常令人滿意，因此生成了一個初始數(shù)據(jù)集用于采樣并輸出到生產(chǎn)機器的CC300控制單元。

根據(jù)從模擬中獲得的值，在HRSFLEXflow控制單元中手動輸入開針設(shè)置。當啟動注塑機時，實際的切換點隨后被設(shè)置為與模擬相匹配。不需要其他優(yōu)化步驟來生產(chǎn)所需質(zhì)量的零件。

標有箭頭的針式關(guān)閉噴嘴打開時的填充過程快照。模擬數(shù)據(jù)與實際短射之間有很高的一致性。

顯示了在圖像中標記的針式關(guān)閉噴嘴打開時間的填充過程中的快照。在模擬中，注意確保對于所有針式關(guān)閉噴嘴，相應(yīng)腔體的流動前沿和要打開的關(guān)閉噴嘴在澆口處相遇，以避免焊接線。該描述顯示了初始模擬數(shù)據(jù)和實際短射之間的高度一致性。

描繪了從速度控制的注射階段切換到壓力控制的保壓階段時的快照。再次，模擬和實際零件之間的一致性水平非常高。

從注射階段切換到保壓階段時的快照也顯示了仿真和實際零件之間的極好一致性（注意突出顯示的細節(jié)區(qū)域）。

為了向模擬技術(shù)人員提供有關(guān)在模擬中確定的設(shè)置參數(shù)的可用性的反饋，在實際過程中使用的零件數(shù)據(jù)和測量結(jié)果通過simlink從機器傳回模擬程序。由于simlink自動編輯和導(dǎo)入生產(chǎn)中的實際數(shù)據(jù)，仿真技術(shù)人員可以立即開始后期仿真；無需繁瑣的手動輸入值和配置文件。具有特殊價值的事實是，實際機器行為被傳送到具有實際曲線的模擬程序中，包括切換期間注射壓力的波動，直到達到所需的保壓壓力。

比較注射壓力曲線表明，盡管使用了真實的工藝設(shè)置，但模擬預(yù)測的峰值遠低于在成型過程中測量的峰值。然而，在初的成型試驗中沒有測量粘度的壓力依賴性。為粘度的壓力依賴性添加因子D3產(chǎn)生了更接近實際成型試驗的模擬結(jié)果。

模擬的流動前沿速度與實際注入?yún)?shù)非常吻合。當比較圖7中的注射壓力曲線時，很明顯模擬預(yù)測的峰值遠低于在成型過程中測量的曲線，盡管使用了實際的工藝參數(shù)。仔細觀察材料參數(shù)（Moldflow“三重金標準”）表明，沒有測量粘度的壓力依賴性。在普遍使用的cross-WLF模型中，壓力依賴性用參數(shù)D3來描述；在這種情況下，D3=0。通過根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整此參數(shù)，可以快速實現(xiàn)測量和模擬壓力曲線之間更好的一致性。

來自生產(chǎn)的反饋有助于模擬技術(shù)人員更好地了解生產(chǎn)中使用的材料以及相關(guān)工藝參數(shù)的質(zhì)量。這樣，其他應(yīng)用程序的模擬質(zhì)量就會提高。例如，可以對后續(xù)項目進行更準確的壓力預(yù)測。

型腔壓力曲線的比較還可以提供有關(guān)諸如存儲在模擬數(shù)據(jù)庫中的材料參數(shù)質(zhì)量等方面的附加信息。型腔壓力的發(fā)展對所討論的模制零件的收縮和翹曲有重大影響。因此，目的是通過模擬盡可能準確地預(yù)測型腔壓力的發(fā)展。

根據(jù)所選注塑機修改模擬參數(shù)，可以使用更復(fù)雜的注塑曲線并真實地評估循環(huán)時間。來自生產(chǎn)的反饋有助于提高模擬質(zhì)量，從而避免昂貴的模具返工。