Krzesło ze świata wirtualnego wykonane z komponentów.

Najważniejsze nowo zaprojektowane krzesła firmy Vitra, szwajcarskiego producenta mebli, noszą nazwę Belleville. Firma Vitra zaprezentowała serię produktów obejmującą krzesło Belleville oraz fotel Belleville, a także towarzyszące im stoły wiosną tego roku na targach Milan Furniture Week. Produkty te są dziełem francuskiego duetu projektantów Ronana i Erwana Bouroullec. Nowe krzesła składają się z dwóch oddzielnych komponentów: ramy i siedziska. Oba wykonano z poliamidu Ultramid® B3EG6 SI firmy BASF i opracowano z pomocą symulatora Ultrasim® . Delikatna i elegancka rama, która jednocześnie spełnia najsurowsze wymogi dotyczące stabilności, jest świadectwem technicznego dopracowania projektu. Krzesło będzie prezentowane na stoisku firmy BASF na targach Fakuma (hala B4, stoisko 4306).

Czytaj również: Jak w przyszłości będzie wyglądać profesjonalna architektura krajobrazu.

Krzesło Belleville

W czasie opracowywania nowego krzesła, którego nazwa pochodzi od artystycznej dzielnicy Paryża, firma Vitra szukała producenta tworzyw sztucznych, posiadającego nie tylko niezbędną wiedzę na temat materiałów, ale także know-how w zakresie wirtualnego projektowania komponentów.

Dzięki swojemu odpornemu na warunki pogodowe i promieniowanie UV materiałowi Ultramid® B3EG6 SI (o ulepszonej powierzchni) firma BASF mogła nie tylko spełnić surowe wymogi dotyczące wytrzymałości mechanicznej; okazało się również, że ten poliamid nadaje się doskonale dzięki znakomitej jakości swojej powierzchni i niemal nieograniczonym możliwościom kolorystycznym zapewnionym przez wieloskładnikowe koncentraty barwiące z działu BASF Color Solutions.

„Decydującym czynnikiem przy wyborze firmy BASF na naszego partnera przy realizacji tego projektu był ten kompleksowy pakiet produktów i usług” - stwierdził Thomas Schneider, Project Manager Innovation Team Seating, Vitra AG.

Wirtualna symulacja

Wirtualna symulacja staje się coraz ważniejszym elementem projektowania komponentów i narzędzi. Najlepiej byłoby, aby cały proces produkcji mógł obyć się bez tworzenia rzeczywistych prototypów. Przed rozpoczęciem produkcji można dopracować geometrię komponentów i określić dokładne wymiary narzędzi. Dla producentów mebli oznacza to znaczną oszczędność kosztów i czasu przy opracowywaniu nowego wzoru.

Firma BASF dowiodła już swoich kompetencji w zakresie CAE (inżynieria wspomagana komputerowo) w wielu projektach, takich jak krzesło na płozie MYTO Konstantina Grcica i krzesło typu A firmy Brunner. Oba zostały wyprodukowane konwencjonalną metodą formowania wtryskowego.

Dla odmiany Belleville miało być produkowane bardziej skomplikowaną metodą GIT (formowanie wtryskowe gazem). Zgodnie z tą metodą po zakończeniu konwencjonalnego procesu formowania wtryskowego obojętny gaz (zwykle nitrogen) jest wtryskiwany do kształtownika, który działa trochę jak wewnętrzny element strukturalny, wypierając materiał roztopiony i tworząc pustą przestrzeń.

Firma Vitra zdecydowała się na tę metodę produkcji, gdyż pozwala ona znacznie ograniczyć zużycie materiału, a jednocześnie uzyskać tą samą sztywność komponentu. Tym samym ta metoda umożliwia stworzenie bardziej ekonomicznych i lżejszych wzorów niż w przypadku konwencjonalnego formowania wtryskowego. Jednocześnie jednak technologia ta stawia wyjątkowo wysokie wymogi dotyczące wyliczenia geometrii komponentu, ponieważ wielkość i umiejscowienie pęcherzyków gazu mają znaczny wpływ na wytrzymałość krzesła.Metodę GIT należy więc wziąć pod uwagę na początkowym etapie, podobnie jak wielką staranność przy projektowaniu formy wtryskowej, nie tylko z uwagi na wysokie koszty modyfikacji narzędzia.

Pierwsza strukturalna symulacja z prawdziwymi kształtami pęcherzyków gazu

Zwykle technologia wtrysku gazu jest uwzględniana tylko w wyidealizowanej formie. Wielkość i kształt pęcherzyków gazu są szacowane i wprowadzane do rysunku CAD. Jednak z tymi uproszczeniami wiążą się istotne niewiadome i często pojawiają się znaczące różnice w stosunku do rzeczywistości. Aby uwzględnić te niewiadome, komponenty poddawane dużym obciążeniom, np. krzesła, które mają wyglądać delikatnie i elegancko, muszą mieć większe rozmiary. Potencjał projektu, procesu i materiałów nie jest w pełni wykorzystany.

Przy projektowaniu krzeseł Belleville, po raz pierwszy w przypadku symulacji strukturalnej, firma BASF wykorzystała narzędzie do symulacji Ultrasim® w celu uwzględnienia rzeczywistego kształtu pęcherzyków gazu. W realistycznym procesie na komputerze najpierw komponent jest objętościowo wypełniany materiałem roztopionym, a następnie wtryskiwany jest gaz tworzący pęcherzyk, podobnie jak w rzeczywistym procesie formowania wtryskowego. Wygenerowana podczas symulacji procesu metodą GIT wewnętrzna geometria jest następnie wykorzystywana do obliczenia wytrzymałości w symulacji struktury.

„W odróżnieniu od procesu wyidealizowanego ten proces szczegółowo uwzględnia kwestie zróżnicowanej grubości ścianek, zaokrągleń i przejść” - twierdzi Błażej Paluszyński, specjalista ds. Ultrasim® z firmy BASF. „Dokładność naszych obliczeń pokazała przekrój wyprodukowanej ramy krzesła. Niezwykle precyzyjnie odzwierciedlał on wyniki symulacji”.

Czytaj również: Międzynarodowa Wyższa Szkoła Logistyki i Transportu We Wrocławiu