Von virtueller DoE zu Virtual Molding

Anspruchsvolle LSR-Prozesse virtuell auslegen

Zur Fakuma soll die reale und virtuelle Produktion eines komplexen Bauteils aus Silikon gezeigt werden. Im Fokus steht dabei auch die frühzeitige Auslegung und Optimierung von Werkzeugen und Prozessen.

135 Millimeter Fließweg bei einer feinen Wabenstruktur mit einer 1 Millimeter Wanddicke stellen einige Herausforderungen an Werkzeug und Produktion.

Neue Anwendungen der Software Sigmasoft Autonomous Optimization sollen die Möglichkeit des virtuellen Design of Experiments (DoE) während der Messe demonstrieren. Mit Hilfe einer automatischen Optimierung ermittelt die Software auch selbstständig die optimale Prozesskonfiguration, um ein vorgegebenes Ziel, beispielsweise kurze Zykluszeit oder eine gleichmäßige Bauteilfüllung bei geringem Druckbedarf, zu erreichen.

Das Potential der Technologie wurde im Rahmen eines gemeinsamen Projekts mit Momentive Performance Materials, Emde Mouldte, Wittmann Battenfeld und Ach Solution zur Auslegung eines Topflappens aus LSR (Flüssigsilikon) genutzt. Dabei wurde die Simulation bereits ab dem Bauteildesign entwicklungsbegleitend eingesetzt und half im weiteren Verlauf bei der Beantwortung wichtiger Fragen, zum Beispiel nach der optimalen Anbindung über den Kaltkanal oder dem passenden Heizpatronenkonzept für eine gleichmäßige Temperierung.

Der Topflappen ist mit einem Schussgewicht von 95 Gramm und 135 Millimeter Fließweg bei überwiegend 1 Millimeter maximaler Wanddicke ein vergleichsweise komplexes Bauteil. Die gleichmäßige Bauteilfüllung ohne vorzeitiges Anvernetzen ist deshalb für die Bauteilqualität entscheidend. Aus diesem Grund wurden zunächst in einer virtuellen DoE die Anzahl und besten Positionen für die Kaltkanaldüsen ermittelt. In einer Simulation lassen sich beliebig viele Varianten berechnen und anhand vorab definierter Zielgrößen wie Druckbedarf und Gefahr von Lufteinschlüssen vergleichen und bewerten. Im weiteren Verlauf des Projekts wurden mit Virtual Molding die idealen Prozesseinstellungen ermittelt und das komplette Heizkonzept des Werkzeugs optimiert.

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Auf der Fakuma können nicht nur die komplette Auslegung und virtuelle Produktion, sondern auch die reale Produktion des Topflappens beobachtet werden. Das realisierte Werkzeug sehen Besucher am Stand von Momentive. Dort wird dieser aus Silopren LSR 2650 auf einer Smartpower von Wittmann Battenfeld produziert, die auch das Handlingsystem zur Verfügung stellt. Werkzeug und Kaltkanalblock werden von einer Pumpe und Mischeinheit versorgt.

Fakuma: Halle A5, Stand 5105

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