การออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

การจำลองดิจิทัลเป็นกุญแจไปสู่การหล่อแก้วที่ประหยัดทรัพยากรหรือไม่?

ประเทศเยอรมนี – การผลิตภาชนะแก้วเริ่มด้วยการออกแบบของแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ยิ่งออกแบบและผลิตได้แม่นยำมากเท่าใดคุณภาพก็ยิ่งดีขึ้นในแง่ของการกระจายตัวของแก้ว ลักษณะภายนอกที่มองเห็นได้ ความแข็งแรง และน้ำหนัก น้ำหนักในทางกลับกันมีบทบาทสำคัญต่อการใช้พลังงานและประสิทธิภาพของทรัพยากร

การออกแบบการระบายความร้อนของแม่พิมพ์ได้ถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการโดยวิธีการจำลอง CFD  (ที่มา: Gerresheimer)

บริษัท Gerresheimer ได้ตั้งเป้าให้กับตนเองในการใช้เกณฑ์ความยั่งยืนให้ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ของการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ภายในปี 2023 การออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม หมายถึงมุมมองความยั่งยืนได้ถูกรวมอยู่ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ตั้งแต่เริ่มต้น ตัวอย่างเช่น การจำลองแก้วช่วยให้ได้การกระจายแก้วที่สมบูรณ์แบบและสม่ำเสมอ ปรับปรุงความแข็งแกร่งและมีส่วนช่วยในการลดน้ำหนักและหลีกเลี่ยงการปฏิเสธ ซอฟต์แวร์การจำลองที่เป็นนวัตกรรมใช้โดย Gerresheimer เพื่อวัตถุประสงค์นี้ ปรับพารามิเตอร์การผลิตตาม CFD (พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ หรือ กลศาสตร์การไหลเชิงตัวเลข) วิธีนี้ศักยภาพในการปรับปรุงสามารถระบุได้ตั้งแต่ขั้นต้นและเวลาพัฒนาสามารถทำให้สั้นลงได้

โดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ทั้งหมดทางเคมีและฟิสิกส์ของแก้ว กระบวนการผลิตแม่พิมพ์และการอออกแบบแม่พิมพ์ถูกปรับให้เหมาะสมที่สุดด้วยความช่วยเหลือของการจำลองดิจิทัลบนคอมพิวเตอร์ การระบายความร้อนของแม่พิมพ์ก็ได้รับการออกแบบให้เหมาะสมที่สุดเช่นเดียวกันสำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องโดยวิธีการจำลอง CFD 

สิ่งนี้นำไปสู่การลดความเครียดในภาชนะแก้วและดังนั้นจึงปรับปรุงคุณภาพของทั้งกระบวนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิผล ตัวอย่าง คือ การหลีกเลี่ยงอัตราทิ้ง (Scrap rate) ที่สูง

การวิเคราะห์ความเค้นผ่านการคำนวณความแข็งแรง FEA (รูปภาพ: Gerresheimer)

การจำลองช่วยลดเวลาการพัฒนาได้ถึง 70 เปอร์เซ็นต์

สิ่งที่เคยใช้การทดลองเชิงประจักษ์ที่ใช้เวลานานเพื่อให้บรรลุถึงกระบวนการผลิตที่มีความเสถียร ในตอนนี้สามารถทำเสร็จได้ภายในไม่กี่นาที เพียงกดปุ่มก็ว่าได้ โดยการใช้ซอฟต์แวร์จำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ ต่อจากนั้น ผลลัพธ์ได้ถูกส่งผ่านอินเตอร์เฟซโดยตรงไปยังซอฟต์แวร์ CAD สามมิติ ของแผนกออกแบบแม่พิมพ์ และเครื่องประมวลผลแม่พิมพ์ใช้ผลลัพธ์นั้นโดยตรงในการผลิตเครื่องมือแม่พิมพ์  เป็นที่น่าพอใจที่ซอฟต์แวร์การจำลองลดเวลาการพัฒนาได้ถึง 70 เปอร์เซ็นต์

ผลลัพธ์ของการจำลองกระบวนการ – การวิเคราะห์การกระจายของความหนาของผนังแก้ว 
(รูปภาพ: Gerresheimer)

ตามการวิเคราะห์ Finite element หรือที่เรียกว่า FEM ความเค้นที่เป็นผลจากข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ได้ถูกคำนวณบนภาชนะแก้ว ตามผลลัพธ์เหล่านี้ จุดที่อ่อนแอสามารถที่จะเลี่ยงได้กระทั่งก่อนเขียนแบบสำเร็จรูปของผลิตภัณฑ์ ในขณะเดียวกัน การจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในกระบวนการทำแม่พิมพ์และข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการออกแบบแม่พิมพ์ในทุก ๆ วัน



ที่มา: https://www.etmm-online.com