多一双眼睛:初创公司采用数字双胞胎技术验证注塑成型

注塑成型可能是全球最常见的制造形式，因为它具有大规模生产的能力。从本质上讲，这个过程包括在高压下将加热的液化塑料注入温控模具，然后冷却它们。这些塑料聚合物材料也被称为热塑性塑料，加热时柔韧，冷却时凝固。

从瓶盖和玩具到电子产品和汽车零部件，注塑是大规模生产的核心部件。然而，尽管其重复和一致性的能力很吸引人，但一个主要的挑战是避免设计错误。一个被忽视的数以百万计的设计错误可能会严重破坏生产时间表和预算。

总部位于日本的工业物联网(IIoT)初创公司MAZIN Inc.正在开发一种方法，通过Ansys的模拟解决方案和数字双胞胎技术，将传感器作为另一双眼睛，来防止这种潜在的质量错误。万博

人工智能检测

MAZIN成立于2018年，研究和开发用于工业物联网平台的人工智能(AI)算法，通过实施人工智能技术来辅助生产，帮助工厂成为“智能”工厂。

最近，通过积分万博Ansys Twin Builder而且PlanetsX作为Ans万博ys Elite渠道合作伙伴Cybernet提供的Ansys插件产品，MAZIN的工程师开发了一种基于人工智能的系统，用于监控注塑过程中的状态调整。

注射成型的最大挑战之一是控制树脂流入模具。在模拟的帮助下，MAZIN正在实现虚拟传感器来监测这一流量并提高精度。

日本MAZIN公司的研究主管Yusuke Uchiyama说:“我们的注塑客户在预测模具腔内的树脂流动和调整机器条件以保持产品质量方面存在问题。”“为了解决这些问题并增强预测流量特性的能力，我们决定采用Ansys仿真，这对设计和工艺工程师都是有用的。”万博

例如，内山和他的团队通过在注塑机每个模具型腔的上游和下游两侧的顶针背部安装压力传感器来测量型腔压力。

接下来，该小组在PlanetsX中模拟了树脂流动，以测量树脂推动引脚的力引起的压力波动。

PlanetsX是一个可以通过万博Ansys Workbench仿真集成平台，通过使用线性和结构模拟的流动历史，提供一致的注塑分析和支持翘曲模拟。翘曲，或翘曲，是一种缺陷发生时，所需的形状的成型零件在冷却过程中扭曲。

将从弹射针收集的压力数据与PlanetsX模拟结果相结合后，团队使用Ansys Twin Builder中的ROM技术构建了降阶模型(ROM)。万博有了这些信息，内山和他的团队开发了一种用于注塑生产质量的决策树分类器。在人工智能和机器学习(ML)中，决策树一步一步地安排决策过程，为人工智能建立算法，在每一步从提供的数据中提取所需的信息。

该算法使用模拟结果和rom，将估计数据作为输出，将实验数据作为输入。为了最好地实现这一点，该算法使用来自一个观测点的压力传感器数据来估计ROM中评估点的压力。因此，您可以在非常少量的传感器数据的基础上扩展信息量。

打破常规:赢得结果

内山说ROM构建器特别有用。

Twin Builder使用Ansys结构、流体、电磁和半导体产品生产的r万博om来建模机械组件、热完整性等。万博网

在这个项目中，MAZIN通过神经网络构建rom，神经网络是具有已知输入的确定性模型。在该项目的未来阶段，该团队计划开发具有未知输入和变量的随机简化模型。

可以在Twin Builder中创建rom。与3D物理求解器的联合仿真保留了有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)对流体组件、流动网络、机械组件等建模的全部准确性。

除了最近的注塑项目，MAZIN还为车削和加工中心开发了异常检测AI系统。

“我们开始使用Ansys Twin万博 Builder来提高我们客户在制造过程中的生产力，例如，在车削和机加工、注塑、压铸等情况下，能够为我们的客户在制造过程中提供物理洞察力，”内山说。通过Ansys Twin Builder使用ROM技术，我们万博的总体模拟时间缩短了约50-70%。”

对于注塑项目，MAZIN工程师进行了通过或失败测试，以确定成型缺陷或失败，也称为短射，并进行传感器预测成功。在注射成型中，当模具型腔在完全充满之前冷却时，会发生短射，从而导致零件不完整。

在评估了短射测试结果后，工程师得出结论，从虚拟传感器获得的数据和预测是非常准确的。

虽然在注塑和任何制造工艺中，精度都是重中之重，但可持续性已成为一个同样重要的目标。

随着全球变暖问题和碳中和倡议推动的环境意识日益增强，对注射成型高效节能工艺的期望每年都在增长。

MAZIN相信，模拟技术可以帮助集团实现可持续发展目标，并相信Twin Builder已经帮助客户减少了碳足迹。

内山说:“在注射成型过程中，操作员通常会丢弃产品，直到注射机达到稳定状态，可以生产出可行的部件。”万博网“使用数字孪生技术，可以缩短机器达到稳定状态的所需时间，从而减少客户的碳足迹。”

规模化的成功

日本各地对这家日本初创企业的兴趣已经有所增长。总部位于日本的风险投资公司Global Brain最近宣布支持MAZIN作为主要投资者．

随着MAZIN业务的不断扩大，内山说他的团队打算将模拟和数字孪生技术作为成功运营的核心组成部分。

内山说:“从工程的角度来看，使用模拟增强了我们产品的强度。万博网“从商业角度来看，它有助于我们作为一家科技初创公司的品牌战略。”

接下来是什么?MAZIN计划使用模拟来识别短射以外的缺陷，包括毛刺(成型过量)、收缩(成型收缩)和银纹(注塑快速启动过程中捕获的气囊导致的成型银痕)。

此外，该团队还希望通过使用流速和温度的联合测量，为压力以外的条件创建虚拟传感器。

要了解更多关于MAZIN的信息，请访问他们的网站．