Extrusionswerkzeuge: Studieren ist besser als Probieren

Anbieter zum Thema

WITTENSTEIN SE

trivid GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Universität Stuttgart Institut für Kunststoff- technologie

Schluss mit zeitraubenden Versuchen

Die meisten Kunststoffverarbeiter setzen ihre jahrelange Erfahrung ein, um Extrusionswerkzeuge entsprechend den Anforderungen empirisch auszulegen. Diese Vorgehensweise führt dazu, dass viele experimentelle Untersuchungen notwendig sind, um die Werkzeuggeometrie iterativ anzupassen. Vor allem, wenn neue Werkstoffe verarbeitet oder neuartige Profile extrudiert werden sollen, ist es für den Verarbeiter schwierig, die Ursachen für mögliche Fehler ausfindig zu machen. Bei jedem Iterationsschritt muss das neue Werkzeug aufwendig gefertigt und in die Extrusionsanlage eingebaut werden, was mit großem Zeitaufwand und gleichzeitig hohen Kosten verbunden ist.

Simulationsmodelle führen schneller zum Ziel

Am Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart (IKT) wurde der konventionelle Entwicklungsprozess erweitert. Die teure Fertigung des Extrusionswerkzeugs wurde durch die Modellbildung am Computer ersetzt beziehungsweise ergänzt.

Außerdem kommt zur Vorauslegung von Extrusionswerkzeugen das Softwarepaket Open-FOAM zum Einsatz. Die Strömungsvorgänge im Werkzeug werden mit mathematischen Ansätzen modelliert. Diese Methode liefert einen dreidimensionalen Einblick in das Extrusionswerkzeug. Prozessgrößen wie Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeiten, Schergeschwindigkeiten, Viskositäten, Spannungen und Drücke, Verweilzeiten, um nur die wichtigsten Größen zu nennen, können an allen Stellen im Werkzeug in ihrem zeitlichen Ablauf ermittelt werden. Dadurch reduziert sich der Umfang der notwendigen praktischen Versuche auf eine sehr kleine, vorausgewählte Anzahl an Geometrien.

(ID:43401680)