Spritzgießen und Formenbau

Forschung zur Beherrschung von Schmelze und Erstarrung

Im Oktober startete an der RWTH Aachen der neue Sonderforschungsbereich SFB 1120 „Bauteilpräzision durch Beherrschung von Schmelze und Erstarrung in produktionstechnischen Prozessen“. Das Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen ist mit drei Teilprojekten Partner innerhalb eines Konsortiums von zehn Instituten, die dieses Großprojekt mit einer geplanten Projektlaufzeit von zwölf Jahren bearbeiten.

Modellbildung und Simulation im SFB 1120

Der neue Forschungsbereich soll sich grundlegend mit den Erstarrungsvorgängen in Metall- und Kunststoffschmelzen beschäftigen. Es gilt, werkstoffübergreifende Modelle zu formulieren und anzuwenden. Obwohl sich die beiden Werkstoffgruppen stark unterscheiden, gibt Gemeinsamkeiten bei den Erstarrungsvorgängen von Metallen und Kunststoffen. Zu den zentralen Fragestellungen gehören beispielsweise „Welche physikalischen Effekte und Prozesse beeinflussen Schmelz- und Erstarrungsprozesse, und wie ist deren Interaktion bezogen auf die erzielbare Präzision?“ oder „Wie lassen sich diese Prozesse selektiv und prädiktiv zur Erhöhung der Bauteilpräzision beeinflussen?“

Die Teilprojekte des IKV befassen sich mit der Modellbeschreibung und Prozessregelung des Spritzgießens sowie mit der Erstarrung der Kunststoffschmelze. Themen der Projekte sind die Algorithmen zur Auslegung eines Temperierlayouts für Spritzgießwerkzeuge, und die selbstoptimierenden Prozessregelungsstrategien für eine hochsegmentierte Werkzeugtemperierung beim Spritzgießen sowie die Analyse der thermischen Kopplung von Schmelze, Gefüge und Werkzeug zur präzisen Vorhersage von Schwindung und Verzug im Spritzgießprozess.

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Im Verlauf des SFB beabsichtigt das IKV Transferprojekte mit Partnern der Industrie zu ausgewählten Fragestellungen zu initiieren. Ziel solcher Transferprojekte sei es, die grundlagenorientierten Ergebnisse unter Praxisbedingungen zu prüfen oder gemeinsam mit Partnern aus der Industrie zu einem Prototyp oder beispielhafte Anwendungen weiterzuentwickeln.

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