Ottimizzare lo stampaggio del riflettore del display head-up di alta qualità
•Cliente: ZUSSIN
•Paese: Taiwan
•Industria: Ottica
Fondata nel 1976, TZT Taiwan ZUSSIN Technology collabora con Japan Nisshin Technology. I suoi prodotti principali sono lenti ottiche piatte, asferiche, in plastica sferica, testine ottiche, obiettivi per fotocamere mobili, stampi in plastica di precisione, ingranaggi di formatura in plastica di precisione, componenti della macchina, rivestimento ottico sottovuoto a film multistrato, ecc.
Premessa
I display head-up (HUD) stanno crescendo in popolarità nel settore automobilistico e vanno auto in varie posizioni del cruscotto.
Il riflettore HUD è solitamente più pesante e più grande di altre lenti e può essere una sfida nel processo di stampaggio.
Pertanto, risolvere questa problematica è relativamente importante nel processo di produzione.
La tecnologia ZUSSIN mirava a utilizzare Moldex3D nella fase iniziale di sviluppo per prevedere potenziali problemi di stampaggio e garantire la planarità del disply in modo che possa funzionare come previsto e definire al meglio gli accoppiamenti con gli altri componenti.
Con Moldex3D, gli ingegneri ZUSSIN sono stati in grado di ridurre significativamente la curvatura, aumentare l'efficienza dello stampaggio, ridurre i costi di produzione e mitigare i rischi prima di passare alla produzione su larga scala.
Sfide
- Planarità della parte
- Riduzione dei costi
Soluzioni
Il team ZUSSIN ha utilizzato Moldex3D per analizzare più varianti di progetto di canali di alimentazione primari e secondari, posizione dei gates e canali di raffreddamento per ottenere la migliore combinazione di progetto possibile.
Inoltre, Moldex3D ha permesso agli ingegneri ZUSSIN di utilizzare i nodi virtuali di misurazione (Measure Node Sensors) per osservare il restringimento nelle aree critiche della parte per garantire la stabilità dimensionale.
Moldex3D ha anche aiutato ZUSSIN a prendere in considerazione il comportamento di ritiro del materiale nelle varie situazioni e ottimizzare la modellabilità.
Benefici
- Migliorata la planarità delle parti di quasi l'85%
- Riduzione delle costose iterazioni di rilavorazione e progettazione degli stampi
- Riduzione del time-to-market del prodotto
Caso di studio
Il prodotto finale in questo caso è diviso in due parti: il corpo e la copertura superiore (Fig. 1).
Il volume delle due parti è molto diverso e deve essere co-modellato.
Fig. 1 il componente è diviso in due parti: il corpo (a sinistra) e la copertura superiore (a destra).
Dopo aver determinato la progettazione del componente, il team ZUSSIN avrebbe previsto le strutture di stampo fattibili tra cui il modello a due o tre piastre.
L'analisi coinvolgerà la progettazione del canale di alimentazione e la posizione del gates o dei gates (fig. 2).
Utilizzo anche del nodo di misura per valutare la planarità e il ritiro/deformazione (Fig. 3).
Lo scopo principale è quello di ottenere un'elevata efficienza di riempimento e uno schema di percorso di flusso con un ciclo breve e il più basso livello di deformazione.
Fig. 2 Diversi tipi di design del canale di alimentazione e del cancello
Fig. 3 Utilizzo del nodo di misura per valutare la planarità (sinistra) e il ritiro (destra)
In base alla planarità, e il ritiro, considerando che il coperchio superiore e inferiore deve essere co-modellato, il design del canale di alimentazione deve avere abbastanza spazio per la copertura superiore. Infine, è stato scelto il progetto del sistema di alimentazione mostrato nella Fig. 6.
Fig. 4 Final runner design
Successivamente, lo scopo di ZUSSIN era determinare il progetto migliore del canale di raffreddamento.
Dopo aver eseguono diverse simulazioni con varianti diverse (Fig. 5), hanno scoperto che la componete relativa al canale di raffreddamento non aveva molta influenza sulla planarità o sul ritiro.
Considerando la struttura dello stampo, hanno scelto il Run 16 come progetto finale del canale di raffreddamento.
Fig. 5 Diversi progetti di canali di raffreddamento
L'ultimo passo è stato quello di determinare il progetto migliore per il sub-runner attraverso Moldex3D in modo che le coperture superiore e inferiore possano essere co-modellate.
Poiché i volumi della copertura superiore e del corpo sono molto diversi e le due parti devono essere abbinate, ZUSSIN doveva trovare le dimensioni più adatte per il sistema di iniezione (gate).
La miglior soluzione è stata di utilizzare i tre assi e fori situati sulle coperture superiore e inferiore. Per garantire la funzione del prodotto, le distanze relative del foro non potevano essere troppo diverse, quindi ZUSSIN ha posizionato i nodi di misura su entrambe le parti (Fig. 6).
Fig. 6 Le posizioni dei nodi di misura
ZUSSIN ha infine scelto Run 29 come design finale del canale di copertura superiore (Fig. 7). Questo design del canale è più sottile di altri e fornisce più spazio riservato per lo stampo. Dopo la prova, i progettisti hanno continuato a rimodellare il sistema di alimentazione in base alla situazione reale riscontrata.
Fig. 7 I disegni del canale di copertura superiore
Infine, ZUSSIN ha condotto un vero e proprio esperimento di prova dello stampo. Quando si è andati a confrontare i risultati effettivi dello stampo-trial con quelli delle analisi di simulazione Moldex3D, i risultati della simulazione hanno riflesso da vicino lo scenario di stampaggio della parte reale e sono stati convalidati dai risultati dello stampo-trial (Fig. 8).
Fig. 8 Prova fisica con tempi di iniezione ridotti rispetto ai risultati dell'analisi di simulazione Moldex3D per verificare il punto d’arrivo del fronte fuso
Risultati
Con la funzione di analisi di Moldex3D, ZUSSIN ha potuto ottenere in modo rapido e flessibile le informazioni, i dati, la corrispondenza incrociata e ottenere una soluzione migliore per i requisiti funzionali e le specifiche di progetto.
Inoltre, hanno ridotto con successo gli errori dei progetti di stampi e il carico sulla linea di produzione, riducendo ulteriormente i costi e aumentato la loro capacità produttiva.
Ancora più importante, sono stati in grado di convalidare la fattibilità dei progetti di stampi sulla base delle loro "regole empiriche" e definire una metodologia definitiva nell’affrontare questa tipologia di problemi.