Software erhöht Präzision bei Spritzguss-Simulation

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Redaktionsbüro Klaus Vollrath

Adaptive Vernetzungstechnologie verbessert Ergebnis

Eine sich selbst adaptierende Vernetzungstechnik, welche die örtliche Dichte der Vernetzung dynamisch an die jeweiligen Anforderungen des Herstellprozesses anpasst, hält Ville für einen wichtigen Vorteil. Diese von Cemef entwickelte Technik basiert auf dem Konzept einer a-priori-Fehlerabschätzung, die schon im Vorfeld eines Ereignisses (Berührung, Gradient, Schnittstelle) eine Verfeinerung der Vernetzung auslöst. Dies ist beispielsweise immer dort der Fall, wo es um Kontaktflächen – etwa zwischen Schmelze und Formwand oder zwischen zwei verschiedenen Fluiden –, um Grenzschichten wie die Schmelzefront oder um Bereiche geht, in denen das Strömungsverhalten gestört ist. Diese automatische anisotrope und adaptive (AAA) Vernetzungstechnologie führe zu einer deutlichen Verbesserung der Ergebnisqualität. Dieser Ablauf erfolge automatisch und erfordere keinerlei Intervention durch den Bediener, der nur die erforderlichen Geometrie- und Prozessparameter einzugeben brauche.

„Die Herstellung von Kunststoffteilen aus expandierenden Schäumen stellt Programmierer vor ganz besondere mathematische Herausforderungen“, betont Krafft. Das hängt damit zusammen, dass die chemische Reaktion, die zur Expansion des Schaums führt, bereits während des Füllvorgangs einsetzt. Dabei wird auch Wärme in erheblicher Menge freigesetzt, welche die eingespritzten Materialien aufheizt und sowohl das Fließverhalten als auch die Reaktivität des Vorgangs zusätzlich beeinflusst. Die Lösung einer solchen Aufgabenstellung erfordert eine Modellierung, die gekoppelte rheologische, thermische und chemische Abläufe mit hoher Effizienz und Genauigkeit berechnen kann. Viele der bisher entwickelten Systeme schaffen es aber noch nicht einmal, die für den Herstellungsprozess erforderliche Injektionsmenge oder gar den optimalen Neigungswinkel der Kavität in Bezug auf die Schwerkraft mit vertretbarer Zuverlässigkeit vorherzusagen.

Probate Prognosemöglichkeit für geschäumte Kunststoffteile

Mit der neuen Version von REM3D ist es inzwischen möglich, die optimale Füllmasse, die bestmöglichen Positionen für Einfüll- und Entlüftungskanäle sowie die finale Dichteverteilung des Schaums im fertigen Bauteil mit guter Genauigkeit vorherzubestimmen. So liegt nach Expertenaussage von Dow der Fehler bei der Vorausberechnung der benötigten Materialmenge inzwischen nur noch im unteren einstelligen Prozentbereich.

„Ein weiterer Einsatzsektor, bei dem insbesondere unsere selbst adaptierende Vernetzungstechnologie erhebliche Vorteile ermöglicht, sind Mehrkomponenten-Spritzgießprozesse“, betont Ville. Üblicherweise wird dabei so vorgegangen, dass die Werkzeugkavität zunächst mit dem für die Außenkontur des Spritzgießteils verwendeten Werkstoff befüllt wird. Dann wartet man ab, bis dieser zu einer zuvor bestimmten Wanddicke erstarrt ist. Anschießend wird die zweite Komponente injiziert – eine Flüssigkeit oder ein Gas, die das noch fließfähige Polymer aus dem Kernbereich des Teils austreibt.

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