Diseño con plásticos de ingeniería
Los plásticos de ingeniería ofrecen la libertad de diseño que necesitan los fabricantes para aligerar las piezas más complejas y reducir el coste. Los materiales plásticos de alta calidad pueden fabricarse rápidamente y en grandes volúmenes, pero se necesita una simulación integral para adaptar los materiales a los requisitos de cada producto. Altair ofrece una gran variedad de soluciones para desarrollar piezas de plástico innovadoras de forma rápida y precisa.
Sostenibilidad y protección del medio ambiente gracias a la digitalización
Invertir en digitalización significa invertir en el éxito, y la industria del plástico necesita herramientas potentes para el proceso de desarrollo. Gracias al amplio catálogo de tecnológias, Altair ayuda a diseñar productos sostenibles, a transformar la cadena de valor de los plásticos y a cumplir los objetivos de sostenibilidad y protección del medio ambiente de la industria. Además, ayuda a las empresas a:
- Sustituir materiales
- Aumentar las tasas de uso del material reciclado
- Evaluar y reducir la huella de carbono
Optimiza piezas de plástico
La simulación suele utilizarse para validar el diseño de un componente maduro, pero si una pieza tiene la forma incorrecta, ni siquiera el mejor material puede compensar las pérdidas de rendimiento. Los materiales modernos alcanzan su potencial si se combinan con la disposición geométrica óptima, que se obtiene con diseños adaptados para soportar los esfuerzos y tensiones que experimentan en funcionamiento.
Gracias a la optimización topológica, se diseñan componentes óptimos determinando la colocación de materiales y las trayectorias de carga más efectivas. En fases de desarrollo posteriores, la optimización de la forma puede utilizarse para calcular las dimensiones, teniendo en cuenta los efectos locales del material y permitiendo mejorar aún más el diseño del componente.
Comportamiento del material dependiente del proceso maestro
El desarrollo moderno de componentes termoplásticos exige que las empresas tengan en cuenta el proceso de fabricación, la geometría de la pieza y el material en un enfoque de simulación integrado.
Los plásticos reforzados con fibras cortas de vidrio o carbono tienen propiedades anisótropas según cómo se alineen las fibras durante el moldeo por inyección. Los métodos modernos de optimización ayudan al diseño y desarrollo de piezas mediante una descripción numérica precisa del material, en la que se tienen en cuenta las características típicas del plástico en la simulación.
Equilibrio entre rendimiento y capacidad de fabricación
La simulación permite comprender mejor cómo la modificación de los parámetros del proceso de fabricación puede afectar al comportamiento del material del componente.
Moldeo por inyección moderno: permite controlar la calidad del producto para garantizar la capacidad de fabricación de la pieza durante el proceso de diseño. Los ingenieros pueden analizar y modificar el diseño de las piezas optimizando su forma, ajuste y función.
Gracias a las herramientas de simulación de fabricación de Altair, los usuarios analizan el diseño de moldes y sistemas de alimentación, y la disposición de moldes de una o varias cavidades. También pueden mejorar la posición del bebedero, el canal y la compuerta para influir en las orientaciones de las fibras y evitar el debilitamiento de las líneas de soldadura.
Evaluación holística de la huella de carbono y demostrador de la tecnología de reducción
Leer el artículo
Predicción precisa del rendimiento
¿Cómo se puede tener en cuenta el proceso de fabricación?
El material final se "crea" durante la fabricación, al igual que las propiedades finales y todas sus variaciones. La solución basada en Simulation Driven Design de Altair comienza con el moldeo por inyección del componente de plástico para predecir su rendimiento mecánico. Utilizando como base una simulación moderna de moldeo por inyección, la distribución anisótropa de la orientación de las fibras en cada punto del componente se transfiere a las zonas correspondientes del componente mecánico. Esto se consigue mediante una nueva descripción del material en la que se tienen en cuenta las propiedades típicas del plástico en el análisis mecánico, lo que incluye anisotropía, no linealidad, dependencia de la velocidad de deformación, asimetría de tensión-compresión, comportamiento ante fallos y dependencia de la temperatura.
Modelado eficiente de materiales
Altair® Multiscale Designer® aumenta la precisión capturando los efectos micromecánicos de un material reforzado con fibras en una representación macroscópica de FEA con costes numéricos razonables. En función de la distribución de fibras dependiente de la dirección inducida por el proceso de moldeo por inyección, el rendimiento mecánico también se describe como anisótropo utilizando un enfoque de simulación integrado.
Si se combina un modelo 3D de una sola fibra en el plástico, las leyes de plasticidad y daño de la fibra y los materiales plásticos, además de la distribución estadística de las fibras en el plástico, se puede representar con precisión el comportamiento del plástico reforzado. La distribución de la orientación de las fibras del componente se determina gracias al análisis previo del proceso de moldeo por inyección. Los modelos de materiales de Multiscale Designer pueden utilizarse en análisis implícitos y explícitos en Altair® OptiStruct® y Altair® Radioss®, así como en otros solvers de FEA de terceros como ABAQUS, Ansys y LS-Dyna.
Predice el fallo
Los componentes de plástico se comportan de manera muy diferente cuando se comprimen o se tensan. Las propiedades son elásticas no lineales y dependen de la velocidad de carga. La carga cíclica puede provocar calentamiento y reblandecimiento. Lo mismo ocurre con las cargas a lo largo y perpendiculares a la dirección de la fibra: el plástico falla en función de la anisotropía. Estos efectos requieren una modelización especial del fallo adaptada al plástico.
La predicción de la fatiga de las piezas de plástico también es crucial en el proceso de diseño y debe tener en cuenta factores como la resistencia local del componente, la multiaxialidad, el envejecimiento, el estado, la temperatura y la duración de la carga. La tecnología S-Life Plastics de PART Engineering permite evaluar la resistencia a corto y largo plazo a la fatiga de los componentes de plástico.
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Aquí lo tienes
Proceso de diseño perfecto
Altair ofrece una solución abierta para todo el proceso de desarrollo de componentes moldeados por inyección. El uso de la tecnología multiescala para el modelado de materiales garantiza una gran precisión de los resultados. Todos los pasos de simulación necesarios se pueden realizar con las herramientas de Altair dentro de Altair One™ gracias al sistema de licencias patentado de Altair. Es posible integrar soluciones propias de moldeo por inyección o de análisis estructural en el flujo de trabajo de Altair. Además, el flujo de trabajo de Altair es compatible con tu proceso actual y con Moldflow, Moldex3D, así como con Abaqus, LS-Dyna o Ansys.
CAMPUS®, la base de datos de plásticos
Altair GmbH es el proveedor oficial de software de Computer Aided Material Preselection by Uniform Standards (CAMPUS), la base de datos de materiales plásticos de mayor éxito del mundo que cumple rigurosas normas internacionales.
CAMPUS es la única base de datos que ofrece exclusivamente datos de materiales que de verdad son comparables, medidos según normas internacionales vinculantes. Ofrece valiosos datos de los materiales, incluidos valores de punto único para todas las categorías relevantes y amplios datos multipunto (curvas) con datos de ingeniería, resistencia química y propiedades de envejecimiento, potentes funciones de búsqueda y comparación, y funciones de impresión de fichas técnicas en diez idiomas.
CAMPUS es una marca registrada de Chemie Wirtschaftsförderungsgesellschaft mbH (CWFG), Frankfurt/Main.
Recursos destacados
Sustainability and Climate Protection Through Digitalization
How to choose the right material, the right design, and the right process to develop solutions that minimize carbon emissions and bolster your bottom line.
A step-by-step guide for transforming your plastics engineering value chain to develop solutions that optimize performance, minimize carbon emissions, and gain a competitive edge.
What you will learn:
- Material selection and testing to minimize carbon emissions with Global Warming Potential evaluations alongside traditional performance and cost metrics
- A step-by-step simulation-driven approach to accelerate design space creation, explore variants, and better optimize lightweight plastic parts
- Ways to predict and prevent critical problems such as injection mold core fractures or failures to optimize production operations
- Improve manufacturability using multiscale material modeling
- How to gain a competitive edge with faster time to market through first-time-right injection molding methods, simulation and rapid variant analyses to optimize part, mold and parameters for manufacturing
Designer and Simulation: A Perfect Fit for Sustainable Products
When it comes to plastics, the topic of sustainability is increasingly coming into focus in the industry. The packaging solutions and recycling specialist ALPLA Group, an Austrian company operating internationally has set itself high standards in this regard. To achieve its goals, the company relies on virtual product design to drive its development, with Altair’s adaptive simulation solutions playing a vital role. This article features an actual customer solution to demonstrate the value of simulation and provides an outlook on ALPLA’s future virtual product development strategy, within which the democratization of simulation is particularly important.
Lighter, Stronger, Quieter Vehicles - New Design Space Workflow for Structural Inserts at Sika
Sika is a specialty chemicals company, and a leader in developing and producing systems and products for bonding, sealing, damping, reinforcing, and protecting in the building sector and automotive industry. Offering a wide range of BIW noise reduction and vibration damping solutions and addressing problems encountered in automotive development, Sika is a key development partner for OEMs and suppliers. Sika’s structural systems team focuses on solutions reinforcing the customer’s BIW and NVH issues.
Using the Altair design space workflow, Sika engineers eliminated time-consuming steps in their workflow. This let them make faster decisions - instead of hours in the prior standard workflow, it now only takes minutes. Modeling time was reduced by 70%, giving the team to spend more time gaining a deeper knowledge of the part and its improvement.
Sika won the 2018 Altair Enlighten Award with its ultra-lightweight constrained layer material composite for structure-borne noise reduction.
From Metal to Plastics: Sustainability, Lighter Weight at Lower Costs
Altair solutions enable X-Plast to improve a structural part for Knorr-Bremse Rail Systems. Owing to its low environmental impact, rail is one of the most sustainable means of transportation. To ensure a safe and reliable operation of railway components for more than 30 years these parts have to be strong and durable to meet the many requirements. They must withstand extreme temperature and climate conditions, as well as vibrations and high mechanical loads, even impact from stones.
