Automobilbau

Annina Schopen,

Simulationsplattform für Bauteile aus recycelten Polyamiden

Domo Chemicals stellt Materialdaten seiner nachhaltigen Technyl-4-Earth-Polyamide für die Simulation bereit. Damit unterstützt das Unternehmen Hersteller bei der Entwicklung gewichtsoptimierter Teile aus recyceltem Hochleistungspolyamid für den Automobilbau.

Materialmodellierungsplattform: Domo stellt simulationsfähige Daten für recycelte Polyamide zur Verfügung. © Hexagon

Da viele Branchen ihren ökologischen Fußabdruck verringern möchten, wächst die Nachfrage nach recycelten Kunststoffen exponentiell an. Bis vor Kurzem verhinderte jedoch die oft lückenhafte Leistung der recycelten Kunststoffe deren Einsatz in anspruchsvollsten Anwendungen. Recycelte Kunststoffe erreichten in der Vergangenheit nicht das für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen benötigte Eigenschaftsspektrum. Mit Technyl 4 Earth werde eine Tür für eine ganze Reihe neuer Anwendungen geöffnet, verspricht Domo und damit eine bessere Leistung im Vergleich zu herkömmlichem Recycling-Polyamid 66 (PA66).

Vorhersage der Bauteileigenschaften durch MMI

Autohersteller müssen sich beim Einsatz von umweltfreundlichen Polyamiden als Metallersatz vollständig auf den Werkstoff verlassen können. Mithilfe der Simulationsumgebung MMI Technyl Design, einer Kombination aus Materialmodellierung, Spritzguss- und Struktursimulation, können Bauteilentwickler genau berechnen, wie sich diese Materialien in realen Teilen verhalten werden, bevor die neuen Teile in Produktion gehen.

MMI Technyl Design ist eine vernetzte Vorhersageumgebung, die auf Messungen aller relevanten Materialeigenschaften und Domos Datenbank basiert, damit Ingenieurteams leichtere, kostengünstigere Teile unter Verwendung der Technyl-Polyamid-Werkstoffmodelle entwickeln können. Die Lösung kombiniert gängige Simulationssoftware mit Digimat, einer Materialmodellierungssoftware, die von den Integrated Computational Materials Engineering (ICME)-Experten von Hexagons Manufacturing Intelligence-Abteilung entwickelt und unterstützt wird. Sie bildet ein breites Spektrum von Nutzungsbedingungen ab, um die Leistung von Spritzgussteilen mithilfe von geprüften digitalen Materialkarten vorherzusagen.

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Umfangreiches Spektrum an Materialmodellen

Damit recycelte Werkstoffe in mehr Bereichen zum Einsatz kommen können, ist ein vollständigeres Spektrum an Materialmodellen unerlässlich. Domo hat mehr als 700 Modelle für die Werkstoffe Technyl 4 Earth A4E 218 V30, V35 und V50 BK für Digimat erstellt, sodass Ingenieure die Leistung der Teile durch die Nutzung der Materialmodelle in ihrer bevorzugten CAE-Simulationsumgebung beurteilen können. Die Technyl 4 Earth A4E 218 Werkstoffe sind wärmestabilisierte recycelte PA66-Materialien, die jeweils mit 30, 35 oder 50 Prozent Glasfaser verstärkt sind.

Fasergefüllte Materialsimulierung. Mithilfe der Simulationsumgebung können Bauteilentwickler berechnen, wie sich Materialien in realen Teilen verhalten werden. © Hexagon

Die Bandbreite an Materialmodellen ermöglicht es den Kunden, integrative Simulationen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen und Belastungsfällen durchzuführen, einschließlich der Vorhersage des Bauteilversagens, Modalanalyse, Crashberechnung, NVH, sowie thermisches Bauteilverhalten. Darüber hinaus kann die Dauerschwingfestigkeit von Bauteilen analysiert werden.

„Wenn die Modelle des Materialverhaltens zu sehr vereinfacht sind oder nur unzureichende Daten vorliegen, ist es für OEMs nicht interessant diese Technologie zu implementieren“, erklärt Alexandre Chatelain, Simulation Models Database Manager – Domo Chemicals. „Aus diesem Grund stellen wir Vorhersagemodelle zur Verfügung, die Ingenieure zur Optimierung ihrer Bauteildesigns verwenden können, um unsere Polymere bestmöglich zu nutzen. Dadurch wächst das Vertrauen in die Werkstoffe, was dazu führt, dass Polymere auch in Bereichen Einzug halten, in denen sie traditionell übersehen wurden. Diese detaillierte Simulation ermöglicht Produktinnovation.“

Domo hat nach eigenen Angaben eine der größten Datenbanken in der Kunststoffbranche erstellt, in der mehr als 42 000 Dateien in Digimat verfügbar seien und mehr als 50 PA6- und PA66-Werkstoffe abgedeckt werden. Diese „Materialkarten“ seien darüber hinaus nicht auf statische Lastfälle beschränkt, sondern beinhalten auch ein breites Spektrum an dynamischen Parametern. Die Dateien können Kunden bereitgestellt werden, die Zugang zu Digimat MX haben; Hexagons Plattform zum Materialdatenaustausch, mit der Kunden Materialmodelle in ihre CAE-Softare implementieren können. Daneben kann Domo die Simulation im Auftrag des Kunden durchführen.

Die Digimat-Datenbank umfasst recycelte und first-choice Materialien – die Dateien können nach Stichwörtern wie „umweltfreundlich“ oder „Altkunststoffen“ sortiert werden. Domo bietet auch Materialkarten an, um seinen Kunden zu zeigen, dass Polyamide den Ansprüchen durch komplexe Belastungen genügen.

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