Modelagem Termomecânica

Ultrasim^®: simular precisão – evitando erros

• O novo módulo Ultrassim^® reconhece deformações térmicas indesejáveis numa fase inicial
• Simulações de temperatura de -40°C a 150°C tendo em conta a orientação da fibra anisotrópica nos componentes de plástico moldado por injeção
• Previsões exatas salvam os ciclos de desenvolvimento

BASF now offers a new module for simulating applications of injection-molded components. BASF’s Ultrasim^® simulation tool has long been able to deliver precise calculations of the anisotropic mechanical behavior of fiber-filled plastics after manufacturing in the injection-molding process. But another service has now been added: a thermomechanical model for fiber-reinforced thermoplastics now enables precise forecasts of temperature-dependent deformation via simulations.

One major benefit for customers is that they can now identify possible weak points virtually during the actual development phase for components and prevent them before the start of the series production phase. The new module considers the complex thermomechanical material behavior, the impact of the anisotropic fiber orientation as well as temperature distributions and changes in the component.

"Durante a fase inicial de desenvolvimento, é absolutamente essencial fazer previsões detalhadas para o produto final", diz Andreas Wonisch, especialista em simulação da BASF. "Particularmente com plásticos de alto desempenho que são usados em carros e estão expostos a enormes diferenças de temperatura, possíveis deformações precisam ser previstas.”

Plásticos cheios de fibra mostram um comportamento termodinâmico muito complexo. Sob uma carga térmica, pode haver deformações indesejadas que dependem da temperatura local e orientação da fibra no componente. Isso é especialmente crítico para componentes E&E com elementos de comutação integrados. Os componentes eletrônicos altamente sensíveis não devem sofrer nenhum dano. A previsão exata da deformação térmica com simulação prévia usando Ultrassim^® economiza tempo e dinheiro no processo de desenvolvimento.

Abordagem integrativa da simulação com Ultrasim^®

Com extensas medições diretamente no material e em amostras de teste moldadas por injeção, a Ultrassim^® oferece uma caracterização abrangente do material em toda a gama de temperaturas. Em vez de simular a uma única temperatura é possível recalcular a carga de temperatura típica de -40 a 150°C para várias aplicações. A influência da orientação da fibra no componente, que resulta em comportamento termomecânico anisotrópico, é considerada através da integração da simulação de processo.

Isto permite uma simulação muito mais abrangente, tendo em conta as propriedades rheológicas e térmicas e a orientação da fibra do processo de moldagem por injeção. A consequência é que as falhas dos componentes são identificadas e evitadas numa fase inicial. A BASF já utiliza o modelo de cálculo para um grande número de aplicações, principalmente para a indústria automóvel.

Os fabricantes de automóveis beneficiam de simulações precisas

A questão da mobilidade elétrica apresenta grandes desafios para o setor automotivo. Estão a ser desenvolvidos componentes novos e inovadores que precisam de proteger linhas de condutores altamente sensíveis, sensores ou placas de circuitos. Com graves diferenças de temperatura, não devem ocorrer deformações nos componentes e, portanto, danos na eletrônica. O novo módulo Ultrassim^® já foi bem sucedido com diferentes parâmetros em vários projetos de clientes, por exemplo, um sistema eletrônico de controle. A simulação da expansão térmica para Alojamentos de unidades de controle eletrônico (UCE) exibiu uma conformidade muito boa em toda a gama de temperaturas que foi investigada. Outros possíveis usos da ferramenta de simulação seriam para componentes plásticos em faróis em que a eletrônica de energia extensiva são usados e dissipação de calor tem um efeito.