PC/ABS anyagú fröccsöntött alkatrész geometriai optimalizálása beszívódások csökkentésére szimulációs módszerekkel

Abstract

A szakdolgozat egy ipari fejlesztési feladatból származó, PC/ABS anyagú fröccsöntött EndCap alkatrész geometriai vizsgálatával és optimalizálásával foglalkozik. Az alkatrész feladata a fém front panel véglezárása, rögzítése, valamint a szerkezet merevségének növelése. A kiindulási kialakítás funkcionális és szerelési szempontból megfelelő volt, azonban a fröccsöntési szimulációk alapján több területen beszívódási és zsugorodási kockázat jelentkezett. Ez különösen látható felületen történő alkalmazás esetén okozhat esztétikai problémát.

A dolgozat célja annak meghatározása volt, hogy a kiindulási geometria mely részei okozzák a kedvezőtlen fröccsöntési viselkedést, illetve milyen geometriai módosításokkal csökkenthető a beszívódások mértéke. A vizsgálat során bemutatásra kerültek az alkatrész fő konstrukciós kötöttségei, a fröccsöntési technológia alapjai, valamint a beszívódások kialakulásának mérnöki okai. Ezt követően Moldex3D Studio 2026 szoftverrel szimuláció készült az eredeti geometriára.

A kiindulási modell elemzése során értékelésre került a kitöltési folyamat, az ömledékhőmérséklet, a nyomáseloszlás, a hűlés, a térfogati zsugorodás, a hegedési vonalak, a vetemedés és a beszívódási eredmény. A vizsgálat alapján a kritikus zónák főként a csapfészek környezetében, a furatos végzónákban, a bordák csatlakozási pontjainál és a nagyobb falvastagságú részeken jelentkeztek. Ezeken a területeken lokális anyaghalmozódás, lassabb hűlés és nagyobb térfogati zsugorodás alakult ki.

A szimulációs eredmények alapján módosított geometria készült. A hátoldali falvastagság 1,5 mm-rel csökkent, a csap belső oldala körüli anyagtömeg szintén 1,5 mm-rel mérséklődött, továbbá a front oldali bordafalakba lokális bevágások kerültek. A módosítások során a szerelhetőség, a rögzítési funkció, a megfelelő draftszögek, valamint a szerszámból történő kilökés szempontjai is megmaradtak.

A módosított modell szimulációja alapján a maximális beszívódási elmozdulás 0,069 mm-re csökkent, ami az eredeti kialakításhoz képest körülbelül 40%-os javulást jelent. Az alkatrésztömeg 145,530 g-ról 128,515 g-ra csökkent, a hűtés végén visszamaradó olvadt mag aránya pedig 5,178%-ról 0,801%-ra mérséklődött. A deformációs eredmények szintén kedvezőbb értékeket mutattak.

A vizsgálat igazolta, hogy a fröccsöntési szimuláció hatékony mérnöki eszköz a beszívódásra érzékeny műanyag alkatrészek fejlesztésében. A célzott geometriai módosításokkal az EndCap alkatrész fröccsönthetősége és várható esztétikai megjelenése javítható volt úgy, hogy közben az alapvető funkcionális, szerelési és gyárthatósági követelmények megmaradtak.