NX jest specjalistycznym narzędziem wspomagającym projektowanie i wytwarzanie wyrobów oraz narzędzi. W dobie dynamicznego rozwoju, producenci wyrobów z tworzyw sztucznych oczekują szybkiego wykonania modeli oraz narzędzi do ich produkcji. Wypraska musi posiadać zarówno walory estetyczne, które przyciągają klientów, jak i użytkowe. Ponadto formy na takie detale mają być jak najprostsze, niezawodne oraz tanie w wykonaniu i eksploatacji. Często kompromis między ceną narzędzia a odpowiednim modelem, który komplikuje wykonanie formy, jest trudny do osiągnięcia.

Co jest przyczyną takiego stanu rzeczy? Często jest to brak znajomości zasad odformowania modeli w formie. Projektanci wyrobów zazwyczaj skupiają się na kształcie modelu, a nie na jego poprawności technologicznej. Dodatkowo kolejnym aspektem wpływającym na cenę formy są zmiany wynikające z błędnie wykonanego detalu. Oprogramowanie NX wychodzi naprzeciw oczekiwaniom konstruktorów wyrobów i pozwala przeprowadzić niezbędne analizy gotowego modelu w celu wykluczenia potencjalnych zagrożeń. Do najczęściej przeprowadzanych analiz można zaliczyć analizę: kątową (pochyleń), podcięć, grubości, wtrysku, promieni, regionów, jakości modelu oraz analizę typu Check-Mate.

Rys. 1 Mapa kolorów obrazująca kąt pochylenia ścianek względem kierunku formowania

Analiza kątowa

Jest to pierwsza analiza, jaką konstruktor powinien wykonać po utworzeniu modelu. Pozwala odszukać ścianki, dla których kąt nie został naniesiony. Ponadto pozwala sprawdzić kąt na ściankach, na których ma zostać wykonana faktura. Zbyt mały może spowodować rysowanie wypraski podczas usuwania z formy. Oczywiście konstruktor musi posiadać wiedzę o zalecanej wartości kąta dla danej faktury. Analizę tę w NX można wykonać na kilka sposobów. Pierwszym z nich jest określenie kątów na podstawie mapy kolorów (rys.1). Jednak przy skomplikowanych modelach jest ona niewystarczająca, gdyż wizualne przeglądanie detalu nie pozwoli zauważyć wszystkich ścianek o niewłaściwej barwie. Bardziej precyzyjnym sposobem jest analiza z wykorzystaniem narzędzi HD3D, umożliwiająca przypisanie odnośnika do każdej ścianki, która nie spełnia założeń konstrukcyjnych.


Analiza podcięć

Rys.3. Badanie grubości detalu podając zakres (przedział grubości)

Jako podcięcia należy rozumieć miejsca na modelu, których nie da się zaformować góra-dół. W takim przypadku niezbędne są dodatkowe elementy ruchome, umożliwiające uwolnienie wypraski. Do podcięć można także zaliczyć miejsca, w których konstruktor popełnił błąd i pochylił ściankę w niewłaściwą stronę. Do analizy podcięć służy także analiza HD3D (rys.2)

Analiza grubości

Analiza grubości pozwala wychwycić miejsca o nadmiernych pocienieniach lub pogrubieniach (tzw. węzły cieplne - rys.3). W miejscu pogrubień może pojawić się wciąg, czyli zapadnięcie ścianki, natomiast w miejscu pocienień tworzywo może nie dopłynąć. Ponadto analizę tę można wykorzystać do badania poprawnie nadanej grubości żeber. Żebro o grubości głównej ścianki detalu spowoduje zapadniecie się owej ścianki. Wykorzystując możliwość wprowadzania zakresów kątowych, można przypisać zalecany zakres kąta dla żeber np. 0.5-0.6 grubości głównej ścianki.

Rys.4. Analiza wtrysku pokazująca czas wypełnienia formy.

Analiza wtrysku

Wbrew pozorom analiza wtrysku niekoniecznie jest wykorzystywana wyłącznie przez konstruktorów form. Konstruktorzy wyrobów często używają jej do zaplanowania punktów wtrysku. W jakim celu? Po to, żeby np. określić miejsce łączenia, w którym zazwyczaj pojawia się ślad. Odpowiednio dobrany punkt wtrysku pozwala przenieść linię łączenia na promienie, gdzie jest mniej widoczna lub w miejsce nieosiągalne dla oka (np. w miejscu łączenia jednego detalu z drugim). Ponadto, mając do dyspozycji mapę chłodzenia detalu, można określić, czy różnice temperatur są na tyle duże, że mogą powodować paczenie (zniekształcenie) detalu. W takim przypadku często dołożenie odpowiedniego użebrowania może pomóc i zabezpieczyć przed wprowadzaniem zmian na gotowym narzędziu.


Analiza promieni

W niektórych gałęziach przemysłu (np. przemyśle samochodowym) niezbędne jest przeprowadzenie tego typu analizy. Taka metoda ma na celu zbadanie promienia, z którym może być bezpośredni kontakt głowy pasażera samochodu podczas uderzenia. Zbyt mały promień może powodować rozcięcia skóry już przy uderzeniu z małą prędkością. W zależności od koncernu samochodowego, promień może się wahać np. w przedziale 2.5-5mm. Oczywiście na wartość tego parametru wpływa wiele czynników. Analiza promieni odbywa się podobnie jak analiza kątowa, poprzez nakładanie mapy kolorów.

Rys.6. Analiza regionów (polski interfejs)

Analiza regionów

Analiza umożliwia automatyczne wykrycie ścianek w wybranych przedziałach kątowych oraz automatyczne naniesienie kolorów na detal wg przyjętych zakresów. Dzięki takiej funkcjonalności można wykonać dokumentację z zaznaczonymi miejscami, w których trzeba będzie wykonać suwaki, skosy lub dokonać zmian kąta.

Analiza Jakości modelu

Metoda ta jest analizą, jaką konstruktor powinien wykonać przed przekazaniem modelu do konstruowania narzędzi. Pozwala ona na wychwycenie błędów geometrycznych wynikających np. z błędnie przyjętej tolerancji modelowania. Pozornie wydaje się, że błędy rzędu kilku setnych milimetrów znacząco nie wpłyną na jakość modelu. Jest to słuszne stwierdzenie, ale tylko dla dużych wyprasek. W niektórych branżach (medycyna) występują precyzyjne elementy, których tolerancja wykonania wynosi 0.01mm. W tym przypadku błąd modelu rzędu 0.02mm może całkowicie zdyskwalifikować wyrób.

Analiza Check-Mate

Analiza umożliwia sprawdzenie poprawności cech w drzewie operacji. Konstruktor tworząc detal wykonuje liczne operacje. Podczas zmian włącza i wyłącza je oraz modyfikuje. W przypadku modeli zawierających kilkaset operacji, nie jesteśmy w stanie sprawnie przeglądać drzewa operacji i zbadać, czy któraś z nich jest błędna lub szkic jest odpowiednio ustalony. Analiza Check-Mate umożliwia między innymi zweryfikowanie i wykrycie ewentualnych błędów.

W niniejszym artykule zostały opisane tylko jedne z ważniejszych narzędzi wspomagających weryfikację modeli wyprasek. Należy pamiętać, że opisane narzędzia bez odpowiedniej wiedzy konstrukcyjnej nie pomogą wykonać dobrego detalu. System ten w rękach wykwalifikowanego specjalisty pozwala wyeliminować większość błędów występujących w procesie konstruowania.

(Autor: Marcin Antosiewicz, CAMdivision)