Rapor - Makale > Kalıp Teknolojileri > Bilgisayar destekli plastik enjeksiyon kalıbı tasarımı:

4.6 Hazır Parçaların Seçimi ve Yerleşimi

Dassault Systems CATIA V5'te bulunan Mold Tooling Design arayüzü yardımı ile standart elemanları eklemek mümkündür. İstenen eleman katalogdan seçilip, yeri için model üzerinde bir noktaya tıklanmalıdır. Standart kalıpların üzerinde tavsiye edilen delme noktaları bulunmaktadır. Eklenen standart elemanlar ürün ağacına (product tree) birer component olarak eklenecektir. Üzerlerinde değişiklik yapmak için sağ tıkla object menüsüne girilmelidir. Bunun nedeni şöyle açıklanabilir. Standart eleman seçildiğinde eklenirken gereken delik delme, diş açma işlemleri yapılmaktadır. Componentin delete component yerine delete komutu ile silinmesi sonucu bu işlemler kalacaktır (model üzerinde delik, açılmış diş gibi). Merkezleme pimleri, burçlar, sabitleme civataları, itici milleri, taşıma halkaları gibi hazır parçalar eklendikten ve soğuma kanalları işlenip, meme eklendikten sonra kalıbın bitmiş halinin patlatılmış montaj görünümü Resim 9'dadır.

Resim 9 - Bitmiş kalıbın patlatılmış 3B resmi

Soğutma kanalları bahsi geçen bölümlerde, tavsiyelere dayanılarak tasarlanmış ve bir sonraki bölümde anlatılan yöntemle de sınanmıştır.

CFD (Computational Fluid Dynamics - Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) ve FEM (Finite Elements Method - Sonlu Elemanlar Yöntemi) ile analizler, basit formüllerle hesaplanamayan geometrinin, aynı formüllerle hesaplanabilecek geometrilere ayrıklaştırılması ile yapılırlar. Bu ayrıklaştırma yardımı ile de ağ örülür (mesh). Yükselen eleman sayısı ve düzelen eleman formu sonuçları gerçeğe yakınsatacaktır. Moldflow, Fusion isimli algoritma ile yüzeylere üçgen elemanlar (trias) atayabilmektedir. Fusion yöntemi, genel anlamda 2B yapısal olmayan bir algoritma ile ürünün üst ve alt yüzeylerini ayrı ayrı ayrıklaştırır, orta düzlem (midplane) meshinden alınan sonuçlar açısından çok farklı olmayacaktır. Düzeltmelerin ve 3B tetrahedral elemanların (çarpılma analizinin gerçekleşmesi için gerekmektedir) oluşturulabilmesi için mesh yöntemi olarak tercih edilmiştir. Sonucun genel görünümü Resim 10'dadir.

Resim 10 - Oluşturulmuş mesh yapısı

Hiçbir algoritma, insan desteği olmadan, en iyi mesh yapısını gerçekleştiremez. Gelişen grafik arayüzleri ile yapıyı görselleştirmek ve kolayca düzeltmeler yapmak mümkündür. Yapılan düzeltmelerden ikisi şöyledir.

Basıklık oranı; üçgen elemanın en uzun kenarının ona ait yüksekliğe oranıdır. Eşkenar üçgen (oran: 1) ideal eleman formudur. İstenen değerin üzerinde basıklık oranına sahip olan elemanlar otomatik olarak işaretletilebilir. 2B elemanlar için bu oranın 6 (altı) değerini geçmemesi tavsiye edilebilir. Aslında akış yönündeki eleman uzamasının sonuca etkisinin olmadığı bilinmektedir [3], fakat elemanların işaretlenmesinde akış yönü dikkate alınmamaktadır, zaten henüz hesaplama yapılmadan akış yönelimi öngörüsü sağlıklı olmayacaktır. Sorunlu elemanlara örnek ve node birleştirmeleri yapılarak elde edilen bir çözümü Resim 11 ve Resim 12'te görülmektedir. Çok büyük değerleri işaret eden elemanların nodeları bir çizgi üzerinde birleşmiş gibi görünmektedir. Bunun gibi aşırı yüksek değerler yüzey formundan da kaynaklanabilmektedir, bu durum CAD programından modelin aktarılma şeklinden ortaya çıkmaktadır.

Resim 11 - Basıklık Oranı sorununa örnek elemanlar

Resim 12 - Düzeltilmiş Basıklık Oranı sorunu

5.1.2 Eleman İyileştirme

Bahsedildiği gibi eleman formlarını iyileştirmek mümkün, çoğu zaman da gereklidir. Merge Nodes (nodeları birleştirmek için), Swap Edges (ortak kenara sahip iki elemanın bu kenarını aralarında ortak eleman barındırmayan iki node arasına yerleştirmek için), Insert/Move Nodes (node yerleşimlerini değiştirmek için) gibi komutlar aracılığı ile iyileştirilmiş eleman yerleşimi ve öncesi Resim 13 ve Resim 14'te görülmektedir.

Resim 13 - Atanan Mesh sonucu eleman yerleşimi

Resim 14 - Yapılan düzeltmeler sonucu eleman yerleşimi

5.2 Mesh Sonuçları ve Eleman Dönüşümü

Mesh Statistics ile yapı kontrol edilmiş ve yeterli değerlere gelinene dek Fusion mesh yapısının üzerinde değişiklikler ve geliştirmeler yapılmıştır. Son olarak mesh, 3B elemanlar seçilerek yeniden yapılmıştır. 3B eleman kullanmak çarpılma analizi için gereklidir.