Mechanischer Zwilling

Meinolf Droege,

Digital first bei Silikon und Mehrkomponenten

Bevor ein reales Bauteil produziert wird, testet es Rico virtuell auf seine Funktionsfähigkeit. Ist es digital ausgereift, starten der Werkzeugbau und anschließend die Produktion. Der mechanische Zwilling folgt also der digitalen Vorhut. In der Simulation abgebildet wird der komplette Prozess.

In der Simulation lassen sich komplette Prozesse vorab untersuchen. © Rico

Spritzgießwerkzeuge sowie Silikon- und Mehrkomponententeile sind die Produktionsschwerpunkte von Rico. der übliche Ablauf zur Herstellung eines Silikonprodukts sind die Werkzeugkonstruktion, der Formenbau, die Einstellung des Werkzeugs in der Anwendungstechnik und schließlich die Produktion. Inzwischen ist dem ein Schritt vorgelagert: Der sonst am realen Werkzeug übliche Trial-and-Error Prozess ist in eine digitale Vorstufe verlagert, Einfahr- und Optimierungsprozesse in der Anwendungstechnik sowie die Parameterfindung für die Real-Produktion werden erleichtert.

Bei der Bauteileentwicklung wird zuerst die Machbarkeit des Produkts in Zusammenhang mit dem Werkzeugbau und der Serienproduktion betrachtet. Es folgt die Analyse in der Simulation. Die beginnt schon bei der Materialauswahl. Das Unternehmen verfügt nach eigenen Angaben über eine umfangreiche Materialdatenbank, die Labor-Ergebnisse aus früheren Projekten mit neuen Entwicklungen der Materialhersteller kombiniert. In der Simulation lassen sich günstige Materialkombinationen finden, die den Anforderungen des Kundenprodukts entsprechen.

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Die Finite Elemente Berechnung dient der Bauteilentwicklung und analysiert die Artikelauslegung. Risikofaktoren im Design werden eliminiert, mechanische Eigenschaften geprüft, Toleranzen für Spannung, Dehnung und Deformation festgelegt sowie Druckzustände und Verbaukräfte berechnet. Die Spritzgießsimulation untersucht ebenso die Füllung in den Kavitäten, Nachdruck sowie Schwindung und Verzug. Die Ergebnisse aus der Simulation des Spritzgießprozesses liefern wichtige Daten für die Serienwerkzeuge.

Ergebnisse und Parameter aus den Simulationen werden verarbeitet und in der Anwendungstechnik eingespielt. Dass Rico Werkzeuge ebenso für externe Kunden produziert wie für die eigene Teileproduktion, erleichtert den Serienanlauf. Die Kunden können sich, so das Unternehmen, darauf verlassen, dass die Werkzeuge funktionieren.

Informationen fließen in beide Richtungen: So stehe der Laborleiter regelmäßig mit Anwendungstechnikern an den Maschinen und entwickele vor Ort mit. So lassen sich Rückschlüsse von der Praxis in das Labor ziehen, was zum kontinuierlichen Verbesserungsprozess beiträgt. Simulations- und Realergebnisse werden vernetzt und die Wissensdatenbank permanent ergänzt und aufgewertet. Geht es beispielsweise um die Haftung zwischen den Materialien wie zwischen Flüssigsilikon (LSR) und Thermoplast (TP), nutze Rico nicht nur auf die Angaben der Materialhersteller, sondern greife vor allem auf die eigenen Erfahrungswerte aus der Wissensdatenbank zurück.

Bauteile werden in enger Abstimmung mit den Kunden entwickelt. Betrachtet werde dabei die gesamte Anwendung des Kunden einschließlich der Systeme rund um das Silikon- oder Mehrkomponententeil. Immer wieder stellen die Entwickler dabei fest, dass sie Funktionen, die der Kunde ursprünglich in mehreren Bauteilen abbilden wollte, auch in einem Produkt vereinen können. Die Funktionsintegration spare den Kunden Kosten, Einzelteile und Bauraum, geliefert werde ihm auch hier ein simulationsgeprüftes Gesamtkonzept.

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