Software für den schnellen Serienanlauf

Weniger Korrekturschleifen im Formenbau

Aufgrund der steigenden Anforderungen im Kunststoffspritzguss sind ist häufig eine Werkzeugkorrektur notwendig. FormCorrect benötigt oft nur eine Korrekturschleife, sodass die Kosten des Entwicklungsprozesses deutlich reduziert werden können.

Funktionsprinzip (links) und Ergebnisse der Korrektur: a) Abweichung der mit Tomoscope gewonnenen Messdaten zum Werkstück-CAD-Modell, b) am Werkstück-CAD-Modell gespiegelte Abweichungen, c) automatisch bestimmte Stützstellen zur Berechnung der korrigierten Fläche, d) Abweichungen der korrigierten Fläche zum originalen Werkstück-CAD-Modell, diese entspricht den hieraus ermittelten Korrekturen am Werkzeug, e) verbleibende Abweichungen nach Korrektur Werkzeug-CAD-Modell, Werkzeugänderung und erneuter Fertigung. © (Bild: Werth)

Spritzgieß-Werkzeuge beziehungsweise Vorgabe-Daten für den 3D-Druck werden auf Basis der Werkstückgeometrie erstellt. Obwohl man dazu aufwendige Simulationen des Fertigungsprozesses heranzieht, treten prozessbedingt systematische Geometrieabweichungen auf. Ursachen sind unter anderem Abweichungen bei den Fertigungsparametern, unzureichende Qualität der Simulation von Schwindungsprozessen, inhomogene Füllung des Werkzeugs sowie inhomogene Abkühlprozesse. Mit der neuen Funktion Formcorrect in die Messsoftware Winwerth kann das Kunststoffspritzwerkzeug oder das CAD-Modell für den 3D-Druckprozess laut Anbieter Werth Messtechnik so angepasst werden, dass das fertige Werkstück innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.

Produktentwicklungszeiten reduzieren
Bisher führt man Korrekturen an Werkzeugen für das Kunststoffspritzen weitgehend manuell durch. Hierzu werden die Abweichung zwischen Soll und Ist durch Messen von Testwerkstücken bestimmt. Die Korrektur geschieht entweder durch manuelle Eingaben am CAD-CAM-System oder durch relativ aufwendige Korrektur beziehungsweise partielle manuelle Neuerstellung der CAD-Modelle mit einer Software zur Flächenrückführung. Mit Formcorrect soll die exakte Werkstückgeometrie durch weitgehend automatische Korrektur des CAD-Modells erreicht werden. Direkt in der Messsoftware werden die Abweichungen zwischen dem ursprünglichen CAD-Modell und den Messdaten eines Testwerkstücks ermittelt und am CAD-Modell gespiegelt. Hieraus generiert das System ein korrigiertes CAD-Modell, mit dem die systematischen Fertigungsabweichungen kompensiert werden. Auf dieser Grundlage ist eine Vorschau der verbleibenden Abweichungen eines korrigierten Werkstücks möglich. Eine aufwendige Flächenrückführung, die spezielle Qualifikationen erfordert, entfällt.

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Die Geometrieänderungen können sowohl am Werkstück-CAD-Modell als auch direkt am Werkzeug-CAD-Modell realisiert werden. Ausgehend vom korrigierten Werkstück-CAD-Modell wird eine neue Simulation des Fertigungsprozesses durchgeführt und ein Datensatz für die Nachbearbeitung des Werkzeugs generiert. Die Simulationsparameter sind hierbei dieselben wie beim Herstellen des ersten Musterwerkstücks. Mit Formcorrect sei aufgrund der Präzision häufig nur eine Korrekturschleife erforderlich, sodass die Kosten des Entwicklungsprozesses deutlich reduziert werden können.

Durch Integration der Funktionalität in die Messsoftware lassen sich die Änderungen des CAD-Modells auf Basis messtechnisch üblicher Ausrichtverfahren realisieren. Die Koordinatensysteme können beispielsweise über Bezugselemente, mithilfe der Mehr-Punkt-Ausrichtung (MPA) oder einer Gaußeinpassung gesetzt werden. Damit ist Formcorrect flexibel mit anwendungsspezifischen Ausrichtungen einsetzbar, die den funktionalen und fertigungsbedingten Anforderungen entsprechen. Die Möglichkeit einer nahezu vollständigen Automatisierung des Korrekturprozesses reduziere den Bedienereinfluss und erhöhe den Bedienungskomfort. Das Ergebnis sei ein korrigiertes CAD-Modell, das mit nahezu allen CAD-CAM-Systemen kompatibel ist.

Flexibel, effizient und genau
Im Gegensatz zur üblichen Flächenrückführung werde die Anwendung vereinfacht. Anhand einer farbcodierten Abweichungsdarstellung zwischen Soll und Ist wählt der Anwender die zu korrigierenden Bereiche durch Anklicken am CAD-Modell aus. Auf Wunsch berechnet die Software einzelne, mathematisch unbegrenzte oder durch Randkurven begrenzte Einzelflächen. Auch können die Übergänge zwischen verschieden Flächen automatisch erzeugt und die korrigierten Flächen so in den Flächenverbund des CAD-Modells eingepasst werden.

Die Basis dafür bilden die Messdaten. Sie lassen sich beispielsweise durch eine Erfassung der Werkstück-Geometrie mit Tomoscope Geräten generieren. Durch Einsatz von Computertomografie kann das Werkstück vollständig erfasst und auf dieser Grundlage das CAD-Modell korrigiert werden. Die hohe Messpunktedichte ermöglicht eine hohe Auflösung der Korrektur. Aus der hohen Präzision und der rückgeführten Genauigkeit der Messergebnisse ergibt sich mit vertretbarem Aufwand eine gute Produktqualität.

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