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28.06.2019

Die richtige Legierung schon in der Designphase finden

Auslegen von Spritzgießwerkzeugen durch Simulation

Durch die Software Sigmasoft Virtual Molding können Spritzgießwerkzeuge durch Simulationen ausgelegt werden (© Sigma Engineering)

Die Software Sigmasoft Virtual Molding von Sigma Engineering GmbH aus Aachen hilft in einem frühen Designschritt, Spritzgießwerkzeuge und Temperierkonzepte zu analysieren und auszuwerten. So lässt sich die bestmögliche Kombination aus Werkzeuglegierung und Temperierkonzept finden. Dies erlaubt es dem Formenbauer, Werkzeuge zu produzieren, die auf der Maschine von Beginn an gute Bauteile hervorbringen.

Komplexe Simulation erleichtert Werkzeugauslegung

In einem Fallbeispiel für eine Automobil-Anwendung wurde das Werkzeug zunächst mit einem handelsüblichen Formstahl geplant. Um teure Überarbeitungen des Werkzeugs zu vermeiden, wurde die gesamte Konfiguration – inklusive aller Werkzeugkomponenten und ihrer Legierungen – in Sigmasoft aufgesetzt. Die Simulation funktioniert wie eine virtuelle Spritzgießmaschine und berechnet eine Aufheizphase und mehrere Spritzgießzyklen, um einen thermisch stabilen Zustand zu erreichen. Die Analyse des thermisch eingeschwungenen Werkzeugs offenbarte Hotspots in einigen Werkzeugkernen (im Bild links), an denen die Temperatur um bis zu 30 °C höher war als im Rest der Kavität. Um eine gleichmäßigere Verteilung zu erreichen, wurden verschiedene mögliche Lösungen mit Sigmasoft Virtual Molding simuliert und ausgewertet.

Aufgrund des Gesamtkonzepts für das Werkzeug war die bevorzugte Lösung, den Formstahl gegen eine hochleitfähige Legierung auszutauschen, anstatt zusätzliche Kühlkanäle einzusetzen. Hierfür fanden virtuelle Versuche mit Werkzeugeinsätzen aus CuBe B2 und Moldmax HH statt (im Bild Mitte und rechts). So wie in der ersten Analyse wurden auch diese Versuche mit einer Heizphase und mehreren Einspritzphasen berechnet, um einen thermisch eingeschwungenen Zustand zu erreichen.

Zum Schluss wurde die Temperaturverteilung an den Kernen mit allen drei Materialien verglichen. Beide hochleitfähige Legierungen zeigen eine signifikant bessere und gleichmäßigere Temperaturverteilung. Da sich die erreichten Temperaturen von beiden Alternativen im selben Bereich bewegen, stellen beide eine zufriedenstellende Lösung dar, um die Hotspots zu vermeiden. Aufgrund der Simulationsergebnisse konnte das Werkzeug sofort mit hochleitfähigen Kernen gebaut werden und bildet damit die Grundlage für einen stabilen Prozess.

Fazit

Sigmasoft ermöglicht es, eine Werkzeugkonfiguration zu analysieren und zu bewerten, noch bevor das Werkzeug gebaut wird. Mithilfe der Software identifizieren die Nutzer thermisch kritische Bereiche und überprüfen Lösungsansätze, um das Werkzeug zu verbessern und den Spritzgießprozess stabiler zu machen. (cd)

Weiterführende Information
  • Alles andere als läppisch
    Kunststoffe 12/2018, Seite 46 - 47

    Alles andere als läppisch

    Wie sich anspruchsvolle Prozesse zur LSR-Verarbeitung virtuell auslegen lassen

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  • Erschienen in Kunststoffe 12/2018

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    Die Faserorientierung hat entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften eines Bauteils. Durch eine virtuelle Prozessauslegung werden einander verschiedene Ansätze als Entscheidungshilfe gegenübergestellt.   mehr

    SIGMA Engineering GmbH

  • Erschienen in Kunststoffe 08/2018

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    Mit Hilfsmitteln wie einer virtuellen DoE können z.B. Angusssysteme für Bauteile ausgelegt werden. Dadurch wird eine hohe Formteilqualität bereits in der Entwicklungsphase gesichert.   mehr

    SIGMA Engineering GmbH

  • Erschienen in Kunststoffe 03/2018

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    „Autonomous Optimization“ von Sigmasoft reduziert Kosten beim Spritzgießen

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    SIGMA Engineering GmbH

  • © Proplas S.A.

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    Bei Werkzeugstählen mit hoher thermischen Leistung ist es wichtig, das Kosten-Nutzen-Verhältnis genau zu kennen. Für das Werkzeug einer Verpackungsanwendung zeigt eine Sigmasoft Virtual Molding Analyse, wie mithilfe eines besser leitenden Materials die Zykluszeit reduziert und die Bauteilgenauigkeit verbessert werden kann.   mehr

Unternehmensinformation

SIGMA Engineering GmbH

Kackertstr. 11
DE 52072 Aachen
Tel.: 0241 89495
Fax: 0241 89495-20

Internet:www.sigmasoft.de
E-Mail: info <AT> sigmasoft.de



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