Rhéologie plastique, rhéologie des matériaux, outil d’anticipation avec moldflow simulation

Rhéologie plastique, rhéologie des matériaux : analyse du remplissage, des déformations, des pressions, contrôle des températures des pièces plastiques.

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La rhéologie chez CD Plast Engineering

L’étude rhéologique (rhéologie plastique, rhéologie des matériaux) avec le logiciel Autodesk Moldflow couplé aux compétences et aux connaissances des équipes du pôle Simulation de CD PLAST Engineering permet:

Analyser et optimiser la position et le système d’injection, les paramètres d’injection et les temps de cycle: L’alimentation et l’équilibrage des empreintes.
La phase de compactage (pression de maintien).
Optimiser le système de régulation l’outillage (les moyens de production).
Contrôler et visualiser le comportement en déformation de la pièce afin d’améliorer la qualité de la pièce obtenue.
Observer les défauts liés à la production (les retassures).

Les logiciels de simulation et d’étude rhéologique sont des codes de calcul qui résolvent les équations complexes. Dans le cas des simulations rhéologiques, les équations à résoudre sont celles de la mécanique et de la thermique. Pour obtenir des résultats précis, il faut des données d’entrées précises. On parle en particulier de la caractérisation de la matière plastique.

Nos propositions d’accompagnement sont décomposées de la manière suivante:

La démarche d’accompagnement lors des études et simulations rhéologiques chez CD Plast Engineering

Analyser et optimiser le système d’injection.
Analyser et optimiser la définition de la pièce.
Optimiser et valider les paramètres de transformation de la pièce (le système de régulation l’outillage).

Principaux enjeux de la rhéologie (d’une étude rhéologique)

La variation de la masse volumique
La variation du module d’Young
l’existence de zone de retrait libre ou bloqué

Rhéologie – le remplissage

Positionnement et dimensionnement des points d’injection.
Analyse des vitesses d’écoulements, des températures des fronts de matière, positionnement des lignes de soudure et inclusions d’air.
Equilibre de la ou des cavités en fin de phase dynamique.

Pour préserver l’homogénéité des propriétés et l’aspect de la matière dans toute la pièce, il est souhaitable d’éviter les décélérations ou les accélérations du front de remplissage. Pour obtenir une vitesse de front constante tout au long du remplissage d’une empreinte d’épaisseur constante, il est nécessaire de faire varier le débit proportionnellement aux variations de la surface de front (les isochrones).

Rhéologie – les défauts des pièces moulées

Analyse des déformations, des retraits potentiels de la pièce, de l’orientation des fibres et des contraintes internes.
Retraits et déformations.
Prise en compte éventuelle de surmoulage et/ou déplacement d’insert.
Lignes de soudures et inclusions d’air.

Ci-dessous, un exemple de simulation qui permet d’observer des retassures et les lignes de soudures.

Rhéologie – le compactage

Analyses des pressions, des retraits volumétriques, du temps de cycle et du moyen de production.
Expertises des contraintes et du taux de cisaillement.
Force de fermeture

Rhéologie – la thermique :

Validation des circuits de refroidissement, des pavés par rapport à l’ensemble de l’outillage (pressions, débits et températures de fluides caloporteurs).
Contrôle des températures en parois et dans la pièce, en régime moyenné ou sur un cycle transitoire.

“Les ingénieurs et les analystes utilisent le logiciel Moldflow® simulation (étude rhéologique) pour simuler le moulage par injection de plastique afin d’optimiser les conceptions de moules d’injection et de pièces en plastique, ainsi que les processus de fabrication.”

“Digimat permet aux ingénieurs de faire les deux analyses micro–et macro-échelles des matériaux composites, de prédire leurs performances et de calculer leurs propriétés mécaniques, thermiques et électriques pour une utilisation dans toutes analyses par éléments finis.” On utilise cette passerelle pour utiliser la précision de l’orientation des fibres de Moldflow vers le logiciel Abaqus (calcul de structure): couplage Moldflow et Abaqus.