Defeitos identificados apenas na produção podem gerar retrabalho e alterações altamente custosas em moldes e matrizes. Para reduzir esses impactos, a simulação permite avaliar o comportamento dos materiais e as condições de fabricação ainda durante o desenvolvimento da peça, antes de investir em testes físicos.
No portfólio Siemens, a família Simcenter Inspire reúne ferramentas que aproximam o projeto do processo de fabricação. Com recursos voltados a engenheiros e projetistas, suas soluções permitem estudar alternativas, identificar regiões críticas e orientar ajustes com base em resultados de simulação.
Conheça seis ferramentas para fundição, extrusão de metais e polímeros, estampagem, injeção de plásticos e moldagem de espumas de poliuretano.
Simcenter Inspire Cast: simulação de fundição de metais
O Simcenter Inspire Cast permite analisar o preenchimento e a solidificação do metal para identificar regiões propensas a defeitos, como porosidade e preenchimento incompleto. O software oferece recursos para avaliar a geometria da peça e os componentes do sistema de fundição, incluindo canais de alimentação e massalotes.
Visualização de uma peça e do sistema de fundição no Inspire Cast
A solução permite simular processos como fundição por gravidade, alta pressão, baixa pressão e cera perdida. Com os resultados, a equipe pode comparar alternativas de alimentação, estudar o comportamento térmico e ajustar o projeto antes da fabricação do molde.
Leia também: Simulação de fundição com o Inspire Cast.
Simcenter Inspire Extrude Metal: avaliação de perfis e matrizes de extrusão
Na extrusão metálica, a geometria da matriz e as condições do processo influenciam o escoamento da liga e a qualidade do perfil produzido. O Simcenter Inspire Extrude Metal permite estudar essa relação por meio da análise do fluxo do material, das velocidades e das temperaturas durante a extrusão.
Exemplo de simulação da extrusão de perfis metálicos no Inspire Extrude Metal
Os estudos também podem incluir tensões e deformações no ferramental, condições associadas à qualidade das soldas e resfriamento do perfil após a extrusão. Recursos de otimização são oferecidos pelo software, tornando possível o ajuste na construção do perfil através do escoamento do metal.
Assim, a equipe pode avaliar adaptações na matriz e nos parâmetros de operação para obter uma saída de material mais uniforme, especialmente em perfis complexos.
Simcenter Inspire Extrude Polymer: simulação da extrusão de polímeros
O Simcenter Inspire Extrude Polymer ajuda a compreender como as propriedades do polímero, a geometria da matriz e as condições de operação influenciam o escoamento e a formação do perfil. A ferramenta permite estudar a transferência de calor e o equilíbrio do fluxo, além de preparar e modificar a geometria utilizada na análise.
Exemplo de simulação da extrusão de polímeros no Inspire Extrude Polymer
Em aplicações de coextrusão, também é possível avaliar o comportamento das interfaces entre materiais. Os resultados de velocidade ajudam a identificar desequilíbrios no escoamento, enquanto a distribuição de temperatura permite investigar condições que podem afetar a qualidade superficial do perfil.
A análise virtual permite orientar modificações na matriz e no processo antes dos testes de produção, podendo reduzir a necessidade de sucessivas correções por tentativa e erro.
Simcenter Inspire Form: simulação de estampagem de chapas
O Simcenter Inspire Form permite avaliar a conformabilidade da peça desde as etapas iniciais do projeto. Os resultados ajudam a analisar a distribuição de espessura e os riscos de afinamento, ruptura e enrugamento da chapa.
Mapa de conformabilidade da chapa e diagrama limite de conformação no Inspire Form.
A ferramenta ajuda a definir o formato dos recortes de chapa que serão estampados e sua distribuição na chapa ou bobina, buscando melhorar o aproveitamento do material e reduzir sobras.
Para aprofundar o estudo do processo, o ambiente de testes virtuais permite simular operações de conformação, corte e retorno elástico em diferentes estágios. A equipe pode, assim, investigar desvios geométricos após a retirada das ferramentas e orientar ajustes no projeto da peça e do ferramental.
Simcenter Inspire Mold: avaliação da injeção de plásticos
O Simcenter Inspire Mold oferece recursos para estudar o preenchimento de peças plásticas moldadas por injeção. Uma análise inicial rápida ajuda a avaliar o comportamento do fluxo, enquanto análises detalhadas abrangem preenchimento, recalque, resfriamento e empenamento.
Distribuição do tempo de preenchimento em um sistema de injeção plástica no Inspire Mold.
Entre os resultados avaliados estão riscos de preenchimento incompleto, aprisionamento de ar, linhas de solda e marcas de contração superficial (rechupes). Essas informações ajudam a identificar dificuldades de fabricação ainda no projeto do produto.
Com a simulação, a equipe pode comparar alterações na peça, no molde e nas condições de processo, apoiando a definição de uma solução mais adequada antes da construção do ferramental.
Simcenter Inspire Polyfoam: simulação de espumas de poliuretano
Espumas de poliuretano rígidas e flexíveis são utilizadas em aplicações como isolamento e componentes moldados. O Simcenter Inspire Polyfoam permite estudar a fabricação dessas peças, acompanhando a injeção, o preenchimento e a expansão da espuma no molde.
Distribuição de temperatura durante a injeção de poliuretano no Inspire Polyfoam
A análise ajuda a compreender como o material ocupa a cavidade e como as condições do processo influenciam o resultado. O tempo de preenchimento mostra quando o material alcança diferentes regiões do molde. Já os resultados de pressão do ar auxiliam na identificação de regiões com risco de vazios e porosidade.
Para espumas flexíveis, a análise de defeitos por contração também apoia a identificação de regiões críticas. Esses recursos permitem orientar ajustes no projeto e no processo antes da fabricação do molde.
Da análise virtual à decisão de engenharia
As ferramentas da família Simcenter Inspire permitem trazer a avaliação da fabricação para as primeiras etapas do desenvolvimento. Em vez de concentrar as correções após a construção de moldes e matrizes, a equipe pode organizar o trabalho em quatro etapas:
- Preparar a geometria: importar ou ajustar a peça e os componentes do processo.
- Definir materiais e condições de processo: representar os parâmetros relevantes para a aplicação.
- Analisar os resultados: identificar regiões críticas e investigar as possíveis causas dos defeitos.
- Comparar alternativas: avaliar mudanças na peça, no ferramental ou no processo e selecionar os próximos ajustes.
Esse trabalho aproxima as equipes de produto e processo e contribui para reduzir retrabalho, aproveitar melhor os materiais e tomar decisões antes de comprometer recursos com alterações na produção.
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A escolha da ferramenta de simulação depende do processo, dos materiais e das questões que sua equipe precisa responder. A JL Engenharia & Software está pronta para entender sua aplicação e ajudar a identificar como as soluções Simcenter Inspire podem apoiar o desenvolvimento de produtos e processos de fabricação.
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