Molding Stampaggio solidworks

In un mercato competitivo come quello at-tuale in cui si richiede un'ampia gamma e plogio di prodotti in relozione alla pres sante richiesltl di diversificazione dei clienti e cicli di sviluppo sempre pi ridotti, la pro geftqzione di stampi per componenti in pia stico l deve consentire tempi di con segna sempre pi stretti e costi contenuti,

~r cui gli strumenti a disposizione del pro-gettista devono a$Sicurare modelli di stampi in grado di produrre porti rispondenti all'esatto geometria ed alle precise specifi che mecconiche dettate dal cliente, evitan-do errori progettuali che comporterebbero costi aggiuntivi per la modifica successiva dello stampo. In questo tutorial verr illu-strotd lo metodologia di modellazione d~li stampi per porti in plastica tramite i moder ni sistemi CAD tridimensionali, evidenzian do le principali problematiche che possono presentarsi al progettista, ed i sistemi per risolverle. In genere le fasi di lavoro che il progettista deve seguire sono: la ricezione del componente da stampare

da parte del cliente con eventuale ripara zione della geometria;

la valutazione della "stampabilit" della parte;

l'invio delle eventuali correzioni sulla por te del cliente;

infine la modellazione dello stampo con anima e cavit, ed eventualmente estrai tori, carrelli, ed elettrodi.

Si supponga di realizzare lo stampo per un componente in plastica di una automobili no giocattolo Il q

Il file CAD del modello scaricabile dal sito del libro in formato parasolid "Hotrod.x_t" http:/ /webd.polito.it/workbook/.

Riparazione dello g:tt ,, ~ ,., '"IC:evuta dal diente

Al fine di realizzare lo stampo, il progetti sta parte da un modello solido 3D nel for moto nativo del sistema utilizzato dal clien-te oppure nei formati di interscambio (DXF, DWG, IGES, STEP). Al fine di realizzare correttamente l'anima

Modellazione degli stampi per parti in plastica

......

......

Fig. 1.

e lo cavit, i doti convertiti non devono pre sentore errori, ma nella maggior porte dei casi, durante l'importazione della geome trio do un sistema CAD diverso da quello utilizzato dal progetti sta, solitamente avven-gono degli errori di conversione: superfici non rifilate correttamente che possono cau so re sovrapposizioni tra facce, oppure gio

chi tra i bordi, o ancora facce mancanti. In SolidWorks si apra il file Hotrod.x_t dal comando apri, selezionando come formato di file Parasolid (* .x_t).

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**ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz****************************PARASOLID !"#$%&'()*+,-./:;?@[\]^_`{|}~0123456789****************************PART1;MC=AMD64;MC_MODEL=Intel64 Family 6 Model 30 Stepping 5, GenuineIntel;MC_ID=unknown;OS=Windows_NT;OS_RELEASE=unknown;FRU=Parasolid Version 22.1, build 236, 8- 5-2010;APPL=SolidWorks 2011-2010276;SITE=;USER=unknown;FORMAT=text;GUISE=transmit;KEY=rep;FILE=rep.x_t;DATE=Sat Dec 04 15:43:31 2010;**PART2;SCH=SCH_2201236_20000;USFLD_SIZE=0;**PART3;**END_OF_HEADER*****************************************************************T51 : TRANSMIT FILE created by modeller version 220123623 SCH_2201236_20000_13006186 0 10 255 1 5 2 3 0 0 0 0 0 1e3 1e-8 0 0 0 1 0 1 4 81 255 2 2 5 5 1 0 0 0 0 0 0 70 11 CI9 list_type0 0 1 uI10 notransmit0 0 1 lCCCDCCDI12 finger_index0 0 1 dI12 finger_block1012 0 CZ3 0 4 T1 0 0 1 20 1 6 6 11 255 4 3 0 1 7 8 1 9 0 0 0 12 27 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCA16 index_map_offset0 0 1 dA9 index_map82 0 A17 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1019 0 --.1069415129965586 -.0536570542474968 .0508 0 0 -1 .0511735194733942 -1 0 0 83 3 1030 1 0 0 83 3 1025 1 0 0 83 3 1021 1 0 0 83 3 1016 1 0 0 83 3 1011 1 0 0 83 3 1005 1 0 0 83 3 1000 1 0 0 83 3 995 1 0 0 82 1 988 5505488 83 3 986 1 0 0 17 762 0 450 456 451 417 468 466 0 0 -17 456 0 450 437 762 420 465 460 0 0 -17 468 0 752 761 419 414 762 466 0 451 +15 752 1089 0 404 562 0 17 761 0 752 404 468 356 416 469 0 757 -17 419 0 752 468 404 417 753 472 0 465 +17 404 0 752 419 761 402 757 644 0 753 +17 465 0 748 753 422 417 456 460 0 762 +17 757 0 756 759 754 356 404 644 0 0 -17 425 0 746 457 410 423 434 442 0 429 +17 434 0 428 430 429 408 425 442 0 438 -82 1 751 7143892 141 712 800 712 712 704 40 2 632 0 1 2 252268013808955e-24 .001201829757146672 ??-.1044792571812772 693889390390723e-32 .0404969516135897 -.104479257433544 -308148791101958e-47 .0404973714191525 41 1 633 L-.1044792571812772 693889390390723e-32 .0404969516135897 41 1 634 L-.104479257433544 -308148791101958e-47 .0404973714191525 141 617 1160 1206 1207 607 141 1206 620 1207 617 607 141 1207 623 617 1206 607 141 614 694 1208 1208 606 141 1208 800 614 614 606 141 602 1155 1209 1210 591 141 1209 588 1210 602 591 141 1210 631 602 1209 591 40 2 548 0 1 2 1808562310898825e-25 .001231310847553266 ??-.1045382112088034 -.00254 -.04049737141915245 -.1045382110279476 -.00254 -.0404970776573983 41 1 549 L-.1045382112088034 -.00254 -.04049737141915245 41 1 550 L-.1045382110279476 -.00254 -.0404970776573983 141 542 528 542 542 492 141 541 543 1211 1211 535 141 1211 495 541 541 535 141 507 524 507 507 500 141 496 564 497 486 482 141 497 508 486 496 482 141 494 482 494 494 485 141 493 528 493 493 484 141 481 528 481 481 478 141 165 591 165 165 14 74 20 161 3 0 0 1086 1075 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 74 20 6 1 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80 2 5 1212 1213 9000 0 0 0 0 3 5 0 0 0 TFFFFFFFFFFFFF9 1 79 18 1213 MULTI_BODY_ID_20011 0

Hotrod.x_tscarica fileHotrod.x_t

p ~~------------------------------------------------

Nota: aprendo con blocco note un file in formato di interscambio j)?Ssibile visua-lizzare nell'intestazione del file delle infor-mazioni utili come ad esempio l1applicazlo-ne che ha generato il file, e la versione (es. in questo caso l'Intestazione mostra che la versione del kernel porasolid che ha creato il n le la 22, e che l'applicazione che lo ha generato SolidWorks 2011 .

All'apertura del file SolidWorks chieder all'utente di effettuare la diagnostica di im-portazione . Si scelga S. Nota: Gli errori di importazione sono stati introdotti volontariamente, quindi non sono stati generati dal software durante la fase di esportazione.

Il property manager della diagnostica di importazione mostra gli eventuali errori di importazione e presenta due fine-stre: - Facce difettose Mostra le superfici che SolidWorks non so-no state rifilate correttamente durante l'im-portazione, e che quindi possono andare in compenetrazione con altre facce - Giochi tra facce Mostra dove ci sono delle superfici mancan-ti (in gergo dei "buchi" nel modello), oppu-re dove una superficie non perfettamente saldata ad un'altra a causa dei giochi pre-senti .

In questo caso il modello presenta due pro-blemi: una faccia mancante nella parte posterio-

re (uno dei tre giochi elencati in "giochi tra facce" - a sinistra in )

una superficie non rifilata correttamente che lascia un gioco su un raccordo.

Questa viene elencata nella maschera "fac-ce difettose" perch compenetra le facce circostanti (seconda immagine della fig. 5L ma lascia due giochi: uno dovuto al fatto che SolidWorks considera che la faccia del

348

.,._ Fig. 4.

rocc:ordo sia mancante (terzo immagine della Rg. 5), e l'altro legato al fotto che la superficie non rifiloto correttamente viene considerata come corpo di superficie indi-pendente (non soldato a nessun'altra faccio - ultima immagine dello fig. 5). Noto: Quando si visualizza il modello in wi-reframe i bordi di colore azzurro sono quel-li che delimitano una faccia mancante, op-pure una superficie che non saldata alle oltre (infatti in possibile visualizzare la mancanza dello superficie nella porte posteriore, ed il problema nella zona del raccordo in cui sono indicati in azzurro i

bordi che delimitano il raccor-do stesso, e quelli che delimi-tano il corpo di superficie che non stato rifiloto corretta-mente, e che considerato co-me non saldato rispetto agli al-tri). Cliccando su "tenta~vo di ripa-rare tutto" nel property mana-ger dello diagnostico di impor-tazione SoliC!Works tento di correggere automaticamente i problemi elencati. Si clicchi su "Tentativo di riparare tutto"). In questo caso Solidworks rie-

'---'==--1 sce solo a riparare il problema

sulla faccia difettosa, ma non quello sui gio-chi . Si clicchi su OK nel property manager dello diagnostico di importazione. Quando la correzione automatica degli er rari di importazione non efficace, ne cessario ricorrere o strategie di correzione manuali, che comportano l'utilizzo di tecni che di modellozione di superfici.

Si proceda con lo correzione dell'errore le-goto alla superficie mancante nella parte posteriore del modello: possibile utilizza-re il comando "s~rficie planare" (presen-te nello scheda superfici" del command manager) per costru1re tale su~rficie. Si selezioni il comando, poi si dicchi col la

sto destro su uno dei bordi come mostrato in , e si scelga "selezionare l'apertura delloop" per selezionare tutti i bordi che delimiteranno la superficie planare. Si clic-chi su ok, ottenendo il risultato di fig. 8 . .'utente potr certamente notare che i bordi che delimitano la superficie planare appe-10 creata sono di colore azzurro: ci indi-ca che la superficie non stata unita alle al--e circostanti . Infatti una delle differenze

~ndamentali tra la modellozione per solidi e lo modellozione per superfici che ogni .olto che viene creata uno nuovo superfi-: ie, questa non viene unita o quelle esisten-.: (contrariamente al caso dei sold, per i quali l'unione tra solidi generati dalle di-'erse funzioni automatica). :i riscontrabile anche visualizzondo la :arte! la "corpi di superficie" presente 1ell' albero delle feature" . a cartella elenca tutti i corpi di superficie oresenti nel modello: in questo caso ce ne

o tre. l'immagine a destra della n cui i corpi di superficie sono mostrati sin-

aolarmente) fa comprendere le corrispon-:ienze: il primo corpo di superficie rappre-senta il pezzo da stampare, il secondo rap oresenta la superficie del raccordo non riti-

la correttamente, ed infine il terzo mostra il corpo di superficie penare precedente-mente modellata.

possibile unire dei corpi di superficie uli lizzando il comando "unisci superficie". Si utilizzi il comando per unire la superficie planare con il resto del modello: dopo aver attivato il comando unisci superficie si dic chi sul corpo della superficie planare e sul corpo della superficie contigua (come mo strato in ). Il risultato di Figura l O a destra mostra che le due superfici sono sal date, in quando i bordi che delimitano la superficie planare non sono pi di colore azzurro, e il numero di corpi di superfici passato do 2 o 3 nella cartella "corpi di su-perficie". Per la correzione del raccordo verr utiliz-zata la tecnica pi semplice possibile ossia sfruttare la simmetria del modello. Verr se-guito questa procedura: verr eliminata la met del modello con il

problema sul raccordo verr eliminato il corpo di superficie non

rifilato correttamente verr solidificata la superficie verr specchiato il modello per ottenere

nuovamente la figura intera.

_ Fig. 7.

Fig 10.

Per eliminare met modello ~ssibile uti lizzare il comando "superficie riRiata" pre sente nella scheda superfici del command manager.

r li ""'l j . .-o. SA ;:,

Si selezionino: tipo di accorciatura standard strumento di accorciamento - il piano

frontale del componente

349

mantieni selezioni- selezionando la por- _.Fig. 11. te del modello evidenziata in .

Il risultato visualizzabile in fig. 11 a de-stra.

Il corpo di superficie rappresentante la su-perficie del raccordo non rifilata corretta-mente non pi necessario, e quindi verr eliminato. Si clicchi col tasto destro sul cor-po di superficie rappresentante la suddetta superficie (nella cartella "corpi di superfi-cie''), e si selezioni "cancella corpo" dal ~.Fig. 12 .

p

men contestuale, poi si dicchi su ok nel property manager dello funzione cancello corpo. Il risultato visuolizzobile in . Il passo successivo solidificare lo superfi-cie. Affinch ci sia possibile, necessario che il corpo di superficie sia perfettamente chiuso, ovvero che l' insieme delle facce che lo compongono racchiuda un volume per-fettamente chiuso (in analogia con il con-cetto di avere un recipiente a tenuto sta-gna). In questo coso questo condizione non an-cora verificata( in quanto il modello aper-to nella zona del piano di simmetria. L' uten-te pu facilmente effettuare questo verifico cliccando sul comando "verificd" dalla scheda "valutare" del command manager.

Una volta sele-zionato il co-mando si clic-chi su "Check" nella finestra che comparir. SolidWorks evidenzier un problema geo-

metrico di superficie aperta e mostrer qua-li sono i bordi aperti . Per chiudere la superficie si segua la se-guente procedura: Si disegni sul piano frontale lo schizzo di

fl9. 14 (non obbligatorio quotare lo schizzo, sufficiente dis~nare un rettan-golo che sia pi gronde del modello e che lo contenga).

Si selezioni il comando superficie planare e poi si clicchi su ok, ottenendo come ri-sultato la su~rficie planare nell'immagi-ne centrale della i;, .

-~:: r .~.::: --- l

------ -

~ l

Fig. 13.

Si utilizzi il comando superficie rifilata se-lezionando:

-tipo di accorciatura "reciproco" -selezioni - il corpo di superficie rappre-

sentante il modello ed il corpo di superfi-cie planare

- opzione rimuovi selezioni e si selezioni la

porzione indicata nell'immagine destra del la fig. 14. Il risultato visibile in 1 l 1

A questo punto necessario unire i corpi di superficie plenari al corpo di superficie rap-presentante il modello. Si utilizzi il coman-do unisci superficie, si selezionino i tre cor pi di superficie (come in 1 ), ottenendo come risultato un unico corpo di superficie. Per solidificare il modello possibile utiliz

'l d ''l . t, zore 1 coman o spesstmen o .

Si selezioni il corpo di superficie nell'area grafica, e poi l'opzione "crea un solido dal volume racchiuso" 1

Il risultato sar che il modello diverr un corpo solido (ci riscontrqbile anche dali' albero delle feoture, dove non compo re pi la cartella corpi di superficie, ma so-lo lo cartello corpi solidi) . Infine si specchi il corpo selezionando il co mondo "Specchia" dalla scheda funzioni del command manager.

Si selezionino: il piano frontale come piano di specchia-

tura il corpo solido nell'area grafica per la

maschera "corpi da specchiere" . Il risultato visibile nell'immagine destra della fig. 19.

Una volta corretti gli errori geometrici sul modello necessario effettuare una valu ta:z:ione della stampabilit della parte.

Fig . 17.

) -=---=---~~------ --------

Fig. 75.

_ Fig . 16.

Questo controllo geometrico (denominto analisi di sformo) ha lo scopo di verificare che le facce del componente siano state sformate in modo corretto cio con un an-golo di sformo sufficiente affinch la parte non venga danneggiata o rimanga inca-strata nello stampo. In pratica, una volta de-finita una direzione di trazione (cio la di-rezione verso cui la parte sar espulsa dal lo stam~o) e un angolo di sformo, il sistema CAD effettua un controllo su tutte le facce

Fig. 78.

del modello indicando le facce con sformo positivo, quelle con sformo negativo, e quel-le che richiedono sformo. lo mostra co~ si intende per dire-zione di trazione e permette di intuire lo di~ ferenza tra le facce con sformo negativo e quelle con sformo positivo: le facce con sfor-mo positivo si trovano dalla parte del model-lo che va o contatto col punzone, mentre quelle con sformo negativo si trovano dalla parte che va o contatto con lo motrice.

z? ~~----------------------------------------------------------------------L'analisi di sformo pu essere eHettuata se-lezionando il comando "analisi di sformo" dalla scheda valutare del command mana-ger.

Dopo aver selezionato il comando si sele-zioni la faccia planare superiore del model-lo come direzione di trazione, ed un ango-lo di sformo di 2 .

Tramite una scala cromatica, SolidWorks evidenzia con un colore verde le facce con sformo positivo, con un colore rosso quelle con sformo negativo, e con un colore giallo quelle che richiedono sformo, dal momento che non sono affatto sformate oppure il loro angolo di sformo insufficiente.

Nel caso preso in esame non compaiono facce di colore giallo, quindi il modello sformato correttamente e non necessario effettuare delle correzioni applicare sformi a tali facce.

Fig. 21.

352

Prima di iniziare la modellazione dello stam~ necessario compensare il riti ro del materiale pla,stico in seguito al raHreddamento. E quindi prassi del-lo stampista maggiordre le dimensioni dello stampo: per ottenere questo risultato si in-terviene sul componente ingrandendolo tra-mite una funzione scola.

Si selezioni la funzione scala da Inserisci-Funzioni-Scala. Nel properiy manager della funzione scala si indichi un fattore 1.05 (componente pi gran-de del 5%), e poi si clicchi su ok

Fig . 22.

-~- - -

La mostra il modello scalato in tra -sparenza, ed in giallo il modello nelle di-mensioni originali . Effettuate queste operazioni si pu fina l-mente procedere con la modellazione dello stampo. Si selezioni il comando "linea di divisione dalla scheda "strumenti stampo" del com -mand manager.

Come direzione di trazione si selezioni la superficie planare su~riore del modello, si indichi un angolo di sformo di 2, ed infine si clicchi su analisi di sformo. SolidWorks identifica automaticamente la linea di divisione dello stampo (definita co-me l'insieme dei bordi di confine tra le fac-ce con sformo negativo e le facce con sfor-mo positivo) e che viene utilizzato nella creazione della sagoma della superficie di divisione trd matrice e punzone. Si clicchi su ok. Nell' immagine a destra della visualizzobile la linea di divisione dello

~lampo. E importante sottolineare che, per consenti-re la creazione della matrice e del punzo-ne, risulti necessario creare delle superfici

....,..Fig. 24. ~-~__2:_ _ __ _

di chiusura in corrispondenza dei fori o del-le aperture nella parte in plastica. In questo caso verr utilizzato il comando "trova e crea le superfici di chiusura dello stampo".

Si selezioni l'opzione "Mostra anteprima" per visualizzare l'anteprima della superficie di chiusura :) . Si clicchi infine su ok. Nella fase successiva viene creata la super-ficie di divisione dello stampo che viene estruso dalla linea di divisione in direzione perpendicolare allo direzione di trazione e che serve o suddividere la motrice dal pun-zone nelle zone esterne alla parte In plasti-ca. Si utilizzi !l comando 11SUperfici di divi-sione11.

(ru lt -.-.p~,.,,

p ~~------------------------------------------------

Fig. 27.

~Fig. 28.

:).. 1-=-~-=-- -:-.- -:__-=.,

Nel propef!Y manager si indichino le profondit d1 (l'imP.ortante che il parolleleplpedo che si vede in anteprima sia pi alto del modello), e poi si clicchi su Ok. H risultato visuolizzabile in fig. 28.

354

-

-

E.::.

,.

Per agevolare lo visualizzazione dello stam po si consiglio di nascondere tutti i corpi di superficie Cl alle cartelle nell'albero delle feoture, e lo linea di divisione .

Inoltre si consiglia di ass~nare dei colori diversi ai corpi solidi dello motrice e del punzone. Eventualmente possono essere anche messi in trasparenza col comando "modifico lo trasparenza" .

Il comando Sposta/Copia corpo (presente in Inserisci-funzioni-Sposta/Copia) permet t~ di creare una vista esplosa dello stampo. E sufficiente attivare il comando, disattivare 1' opzione "copio N selezionare nell'areo grafico il corpo da spostare, e trascinare una delle frecce dello temo per spostare ' corpo . Effettuare l'operazione sul corpo del punzione e su quello del campo nente da stampare.

~------------------------------------------------------------------------~---- 2'; .~~1 _.Fig. 29 .

..-.:.Fig. 30.

~S"'n~ori .- AJ AnMtilltlM

~ Corpidi~uperficie(3) ~Corpi.1olidi(3)

IL!Linetdidi'ltsionel r[jcreaztonemMrice-punzcnel[l] l[) Creeziont matricr. punzonel[Z] ~;: Materiale

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