Der Spritzgussprozess – Kunststoff nimmt Gestalt an
Die Simulation des Spritzgussprozesses ist die Basis für unsere Formteil- und Werkzeugentwicklung. Aus dem errechneten räumlich und zeitlich veränderlichen Geschwindigkeitsfeld lassen sich die anisotropen Faserorientierungen bzw. Molekülorientierungen an jedem Ort im Bauteil errechnen.
Durch Anwendung der integrativen Simulation wird die Anisotropie in den nachfolgenden mechanischen Analysen mitberücksichtigt.
Optimieren
Mathematische Bauteiloptimierung (MBO) – der Weg zum richtig gestalteten Bauteil ist frei!
Die integrative Simulation setzt mit ihrer Überprüfung des Bauteilverhaltens an einem fertigen virtuellen Bauteil an. Wird jedoch ein ungünstig gestaltetes Bauteil gewählt, nutzt auch der beste Kunststoff nichts. Denn das Bauteil wird am Computer und auch in der Realität nicht optimal sein. Eine den auftretenden Lasten und Kraftflüssen angepasste Gestaltung ermöglicht in vielen Fällen erst die Nutzung von technischen Thermoplasten; und hoch belastete Bauteile aus modernen Werkstoffen können durch die richtige geometrische Gestalt ihr Potenzial überhaupt erst entfalten.
Daher gewinnt die so genannte Mathematische Bauteiloptimierung (MBO) an Bedeutung. Mit ihrer Hilfe werden nicht nur optimale Bauteile am Computer gestaltet, sie schließt auch eine Lücke in der virtuellen Bauteilentwicklung und stellt ihre konsequente Weiterentwicklung dar. Während die Integrative Simulation in ihrer bisherigen Form dazu dient, das Bauteil richtig zu berechnen, weist die MBO den Weg zum richtig gestalteten Bauteil.
Die intelligente Anwendung von inzwischen vorhandenen Software- Instrumenten erlaubt fundiertere Aussagen zur Bauteilgeometrie (Topologie) als bisher. In späteren Phasen kommen dann die mathematischen Verfahren der Gestalt-Optimierung hinzu. Hier geht es um die genauen Einzelheiten der Geometrie und um die weitere Verbesserung der Bauteilgestalt.
Fertigstellen der Bauteilkonstruktion durch integrative Simulation
Die Integrative Simulation bindet den Herstellungsprozess des Kunststoffbauteils in die Berechnung des mechanischen Bauteilverhaltens mit ein. Aufbauend auf einer numerischen FE-Füllsimulation werden die anisotropen Faserorientierungen an jedem Ort des Bauteils auf die entsprechenden Bereiche im mechanischen Bauteil übertragen (gemappt). Hierbei liegt eine vollständig neue, numerische Materialbeschreibung zu Grunde, welche die kunststofftypischen Eigenschaften
- Anisotropie
- Nichlinearität
- Dehnratenabhängigkeit
- Schub-/ Schergeschwindigkeit
- Zug-Druck-Asymmetrie
- Versagensverhalten
- Temperaturabhängigkeit
in der mechanischen Analyse berücksichtigt.
Werkzeugkonszepte
Im Anschluss folgt die Phase der Werkzeugkonzeption. Neben der Empfehlung zur Einformlage werden auch durch Berechnung der optimalen Fachzahl mit unserer eigenentwickelte Software Werkzeugkonszepte erstellt, die sich durch ein gutes Preis/ Leistungsverhältnis auszeichnen.
