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17.07.2018

Qualität von Elastomerbauteilen sichern

Mit virtueller Versuchsplanung zum besten Angusssystem

Elastomerbauteile werden zunehmend komplexer. Gleichzeitig sollen Zykluszeiten und Ausschuss aus ökonomischen und ökologischen Gründen möglichst gering sein. Mithilfe der neuen Simulationsansätze von Sigmasoft Virtual Molding können Verarbeiter ihre Bauteile, Werkzeuge und Prozesse bereits in der Entwicklungsphase auslegen und so laut der Sigma Engineering GmbH, Aachen, das geeignete Konzept aus Bauteil- und Werkzeugdesign sowie Prozesseinstellungen ermitteln, um den Anforderungen gerecht zu werden.

  • Druckverteilung während der Füllung im ursprünglichen Design: Das Angusssystem verursacht ein deutliches Ungleichgewicht bei der Füllung (© Sigma Engineering)

    Druckverteilung während der Füllung im ursprünglichen Design: Das Angusssystem verursacht ein deutliches Ungleichgewicht bei der Füllung (© Sigma Engineering)

  • Druckverteilung in der mittels virtueller DoE optimierten Version: Bei leicht erhöhtem Druckbedarf zeigt diese ein gleichmäßigeres Füllverhalten (© Sigma Engineering)

    Druckverteilung in der mittels virtueller DoE optimierten Version: Bei leicht erhöhtem Druckbedarf zeigt diese ein gleichmäßigeres Füllverhalten (© Sigma Engineering)

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Im vorliegenden Beispiel stellte sich bereits zu Beginn der Entwicklungsphase die Frage nach der idealen Bauteilfüllung und einem geeigneten Konzept für die Anbindung und den Angussverteiler. Gleichzeitig sollte das Bauteil bei einem möglichst geringen Druck gefüllt werden. Ein erstes Design von Bauteil und Angusssystem ließ sich zwar mit niedrigem Druckbedarf realisieren (Bild 1), zeigte jedoch ein Ungleichgewicht in der Bauteilfüllung.

Virtuelle Versuchsplanung

Als Maßnahmen für eine gleichmäßigere Füllung wurden eine geänderte Anzahl von Anbindungen, andere Dicken für den Anschnitt und unterschiedliche Positionen für den Angussverteiler zu den einzelnen Anbindungen in Erwägung gezogen. Anstatt die zahlreichen möglichen Kombinationen dieser Maßnahmen in einem Trial-and-Error am Computer zu testen, wurde stattdessen eine virtuelle DoE (Design of Experiments) durchgeführt. Gleichzeitig konnte anhand der Füllzeitdifferenz der Bauteilenden und des Druckbedarfs eine Bewertung jeder möglichen Kombination vorgenommen werden.

Die zuerst überprüften Anzahl- und Dickenvariationen der Anbindungen führten laut Sigma nicht zum gewünschten Erfolg, da für beide keine klare Korrelation zu Druckbedarf und besonders der balancierten Füllung erkennbar war. Mit einer Neupositionierung des Angussverteilers im Verhältnis zu den einzelnen Anbindungen hingegen änderten sich der Druckbedarf und die Differenz der Füllzeit an den Bauteilenden deutlich. Da sich die beiden Korrelationen gegensätzlich verhielten, mussten die beiden Bewertungskriterien jedoch gegeneinander abgewogen werden, um das bestmögliche Design festzulegen.

Ideale Bauteilfüllung

Die gleichmäßige Bauteilfüllung wurde als wichtiger eingestuft und dementsprechend das finale Design trotz eines höheren Druckbedarfs festgelegt (Bild 2). Sigmasoft Virtual Molding half so mittels virtueller DoE einen geeigneten Kompromiss zwischen verschiedenen Kriterien zu finden und unter den gegebenen Einschränkungen das am besten geeignete Design festzulegen. Durch die Auslegung am Computer zu einem frühen Zeitpunkt in der Entwicklung wurden laut Hersteller Werkzeugänderungen vermieden und die Bauteilqualität verbessert. (ys)

Weiterführende Information
  • 26.04.2018

    Treffpunkt für Prozess- und Bauteiloptimierer

    12. Tagung Kunststoffe + Simulation geht erfolgreich zu Ende

    Am 24. und 25. April 2018 fand in München die Tagung Kunststoffe + Simulation statt, hat sich längst als unabhängiger Branchentreff für die Themen Prozess- und Bauteiloptimierung etabliert und belegt dies auch in ihrer zwölften Auflage.   mehr

  • 20.03.2018

    Im Jahr nach dem Benchmark: Kunststoffe+Simulation 2018

    Alle Vorträge und Highlights

    Die 12. Fachtagung Kunststoffe+Simulation hält im April eine Reihe von Highlights bereit. Nachdem ein Benchmark zu Spritzgieß-Simulationsprogrammen im Vorjahr kontroverse Diskussionen auslöste, darf man auf die Fortsetzung gespannt sein.   mehr

  • Erschienen in Kunststoffe 03/2018

    Entscheidungshilfe beim Werkzeugdesign

    „Autonomous Optimization“ von Sigmasoft reduziert Kosten beim Spritzgießen

    Um für ein Werkzeug für ein dickwandiges Bauteil eine Zykluszeit von unter 60 s abzusichern, testete der Werkzeugbauer verschiedene Temperierkonzepte mithilfe eines speziellen Simulationsverfahrens. Ergebnis: Die Werkzeugkosten für die ideale Konfiguration fallen niedriger aus als erwartet.   mehr

    SIGMA Engineering GmbH

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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