VALVE Gate Simulation

Flow Simulation with VALVE Gate ( Sequential Gating)

 

การวิเคราะห์การฉีดด้วยวาล์วเกต                                                                                    ภาพ : ํYUDO

  • การเตรียมเมชโมเดลของวาล์วเกต
  • การกำหนดเงื่อนไขการซิมูเลชั่นด้วยวาล์วเกต

วาล์วเกตเป็นรูปแบบๆหนึ่งของชุดฮอตรันเนอร์ (Hot runner) วาล์วเกตช่วยควบคุมการไหลของพลาสติกส่วนหน้าและการฉีดย้ำโดยการควบคุมการปิดและเปิดวาล์วตามที่ต้องการ ปัญหาเวลด์ไลน์ (weld line) สามารถแก้ไขได้ด้วยการประยุกต์ใช้วาล์วเกต, วาล์วเกต เรียกอีกชื่อหนึ่ง ว่า ซีเควนเชียลเกต (sequential gating)หรือ วาล์วเกตแบบลำดับขั้น

ลักษณะการทำงาน คือ เมื่อเกตที่หนึ่งเปิด เกตที่สองยังปิดและปิดจนกระทั่งพลาสติกไหลผ่านมาที่ตำแหน่งเกตที่สองและเมื่อเกตที่สองเปิดก็จะไม่เกิดปัญหาเวลด์ไลน์ (weld line).

วาล์วเกตสามารถควบคุมให้เปิดและปิดได้ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน เพื่อปรับและควบคุมการไหลของพลาสติกส่วนหน้า (flow front) ได้อย่างแม่นยำ 

ในการเตรียมโมเดลเมช (mesh model) จะระบุคุณสมบัติที่เรียกว่า valve gate controller รายละเอียดดังกล่าวจะถูกกำหนดลงบนอิเลเมนต์สุดท้ายของฮอตเกตซึ่งจะเป้นอิเลเมนต์ที่กำหนดการเปิด-ปิดของวาล์ว. โดยทั่วไปจะต้องมีอย่างน้อยที่สุด 1 เกตที่เปิดก่อน โดยเกตอื่นๆเปิดตามลำดับที่โปรแกรมในขณะฉีด(filling phase).

วิธีการ- การวิเคราะห์การฉีดด้วยวาล์วเกต

วาล์วเกตมีลักษณะเป็นพิน ใช้ในแม่พิมพ์ฮอตรันเนอร์ซึ่งทำหน้าที่ปิด-เปิด ควบคุมด้วยนิวเมติคหรือไฮดรอลิค  โดยการเปิด-ปิดของวาล์วนั้นทำงานภายใต้การโปรแกรมด้วยชุดควบคุมเพื่อให้ทำงานในช่วงการฉีดและการฉีดย้ำในรอบการทำงานของการฉีดพลาสติก ดังรูปที่ 1


 

ตอนที่ 2 ; Valve Gate Controller , 

การควบคุมการฉีดควบคุมที่ตัวควบคุมการเปิดปิดวาล์ว สามารถควบคุมโดยกล่องควบคุมของโปรแกรม  มีการควบคุมการเปิดวาล์วได้หลายวิธี ได้แก่ การกำหนดเวลา, การไหลเพื่อไปถึงตำแหน่งโหนดที่กำหนด(Flow front), การสั่งให้วาล์วทำงานเมื่อความดันฉีดถึงค่าที่กำหนด (Pressure), กำหนดด้วยปริมาตรการฉีดเติม(% Volume) และ สามารถสั่งให้วาล์วเปิด เมื่อสกรูเคลื่อนที่ถึงระยะที่กำหนด;mm (Ram Position) ดังรูปที่ 3

 

รูปที่ 3 การสร้างและกำหนดรูปแบบการเปิด-ปิดและกำหนดเวลาการทำงานของวาล์วเกต

 

การเตรียมโมเดล และ เมชโมเดล สำหรับกาวิเราด้วย Valve gate controllers / ชุดคอนโทรลวาล์วเกต

ในการเตรียมโมเดลเพื่อวิเคราะห์ด้วยวาล์วเกตจะต้องกำหนดตำแหน่งวาล์วเกตไว้ที่อิเลเมนต์สุดท้ายของเกตและกำหนดให้เป็นชุดควบคุมวาล์ว ซึ่งจะทำหน้าที่ควบคุมการการเปิดปิดวาล์ว การกำหนด จำนวนวาล์วเกตตามที่ออกแบบ การกำหนด ชื่อ รูปแบบการเปิดวาล์ว เวลาหน่วง ความเร็วในการเคลื่อนที่เปิด – ปิดวาล์ว เวลาเปิด และเวลาปิดวาล์ว ดังรูป ที่ 4 

 

รูปที่ 4 การกำหนด ชื่อ รูปแบบการเปิดวาล์ว เวลาเปิด และ เวลาปิด

 

ตัวอย่างชุดควบคุมการทำงานของวาล์วเกตแบบแปรผัน  ( YUDO Hot Runner )

   

 

วิธีการควบคุมการเปิดวาล์ว Valve gate Trigger

การควบคุมการเปิดวาล์วในการวิเคราะห์การฉีดด้วยวาล์วเกตทำได้หลายรูปแบบขึ้นอยุ่กับลักษณธการออกแบบแม่พิมพ์และการฉีด

 

ตารางที่ 2 Trigger รูปแบบการควบคุมการเปิดวาล์ว

 

การกำหนดรูปแบบการเปิด-ปิดวาล์วการกำหนดรูปแบบการคเลื่อนที่เปิดปิดวาล์ว Valve gate initial state

  • การเคลื่อนที่ของวาล์วด้วยความเร็วคงที่ instant.

การเคลื่อนที่ของวาล์วด้วยความเร็วที่แปรผัน มามารถควบคุมระยะจริงที่วาล์วเคลื่อที่ได้สูงสุดเช่นเดียวกับในชุดแม่พิมพ์ฮอตรันเนอร์ การกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วพิน การควบคุมความเร็วและระยะการเคลื่อนที่ของวาล์วพิน

การเคลื่อนที่ของวาล์วด้วยความเร็วที่แปรผันดังรูปที่ 5 จะเห็นว่าในการสั่งการเพื่อควบคุมการทำงานของวาล์วเกตนั้นสามารถที่จะกำหนดค่าให้กับโปรแกรมได้เหมือนกับการทำงานกับชุดควบคุมการทำงานของวาล์วเกตจริงๆ  ซึ่งฟังก์ชั่นนี้เป็นการตั้งค่าความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางที่วาล์วเคลื่อนที่และความเร็วของการเคลื่อนที่ของวาล์วเกตที่ระยะการเคลื่อนที่ต่างๆ ซึ่งจะช่วยปรับให้สามารถรักษาความสม่ำเสมอของความเร็วส่วนหน้าของการไหล (Flow Front Velocity) ขณะที่วาล์วเกตเปิดนั้น ความเร็วส่วนหน้าจะมีความแปรผันได้ในบางพื้นที่ของชิ้นงานเกิดการชะลอของการไหลซึ่งลักษณะเช่นนี้เป็นสาเหตุของการเกิดปัญหาด้านพื้นผิว(Appearance)  การสั่งให้วาล์วเกตเปิดและปิดจะช่วยไม่ให้เกิดปัญหาลักษณะนี้ (ในชุดควบคุมวาล์วเกตแต่ละยี่ห้อจะมีรายละเอียดที่แตกต่างกันออกไป)

 รูปที่ 5 การกำหนด การเคลื่อนที่ของวาล์วด้วยความเร็วที่แปรผัน

 

ผลลัพธ์จากการซิมูเลชั่นด้วยวาล์วเกต / Results with valve gates

การแสดงผลจากการซิมูเลชั่นด้วยวาล์วเกตนั้นจะแสดงผลเพื่อช่วยให้ผู้ออกแบบแม่พิมพ์สามารถเห็นตัวแปรต่างๆได้ไม่แตกต่างกับการแสดงผลแบบทั่วไป เช่น  เวลาฉีด(Fill time) แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ของการไหลจากการกำหนดการเคลื่อนที่ของชุดควบคุมวาล์วเกตในแบบที่แตกต่างกันออกไป ภาพจะแสดงให้เห้นถึงรูปแบบการไหล เช่น ภาพด้านซ้ายมือสุด ซึ่งกำหนดให้วาล์วเกต ทั้ง 3 วาล์วเปิดวาล์วในเวลาเดียวกัน(All Open) ซึ่งผลที่แสดงคือเกิดมีรอยประสานที่ระหว่างเกต (weld lines)  ภาพกลาง มีการควบคุมให้เปิดวาล์วด้านนอก 2 วาล์วด้วยโหมดของการไหลส่วนหน้า (Flow Front Instant open) หมายถึงเมื่อเปิดวาล์ว วาล์วเกตคำแหน่งตรงกลางจะปิดก่อนและไหลเข้าสู่คาวิตี้ก่อน 2 วาล์วด้านข้าง จนกระทั่งพลาสติกส่วนหน้าจากเกตวาล์วตรงกลางไหลมาถึงอิเลเมนต์เมชที่กำหนดให้เป็นชุดควบคุมวาล์วเกตของเกตด้านนอกทั้งสอง พลาสติกส่วนหน้าจึงจะสั่งให้วาล์วเกตด้านนอกเปิดวาล์วและพลาสติกจะไหลเข้าสู่ชิ้นงานตามเข้าไป ซึ่งจากรูปแบบการไหลแบบนี้ไม่เกิดรอยประสาน แต่พบว่าเกิดมีการไหลสะดุด (Hesitation)  ซึ่งทำนายได้ว่าจะเกิดปัญหาด้านผิวชิ้นงานไม่สม่ำเสมอ (Appearance problem). ภาพขวาสุดใช้การควบคุมการเคลื่อนที่ของวาล์วด้วยความเร็วที่แปรผัน (Flow Front Variable open) ซึ่งจะสามารถช่วยปรับรูปแบบการไหลให้ราบลื่นมากขึ้น ช่วยให้การไหลที่เกิด Hesitation ลดลง

 รูปที่ 6 ผลลัพธ์จากการซิมูเลชั่นด้วยวาล์วเกต / Results with valve gates

 

++++ เนื่องจาก แม่พิมพ์วาล์วเกตมีใช้งานไม่น้อยในประเทศไทย และชุดฮอตรันเนอร์ก้มีราคาสูง การเลือกใช้งานวาล์วเกตให้เหมาะสมกับชิ้นงาน เป็นเรื่องที่ช่วยให้ประหยัดต้นทุนได้มาก หากท่านที่มีงานที่จำเป็นต้อง วางระบบวาล์วเกต เรายินดีให้คำแนะนำ หรือ แลกเปลี่ยนแนวคิดการออกแบบ หรือ ให้เราบริการด้าน CAE Flow Simulation พวกเรายินดีเป็นอย่างยิ่งครับ +++++

Visitors: 5,085