Spritzguss Fallbeispiele

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Fallbeispiele

Technische Spritzgussteile müssen vielfach hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen standhalten. Ebenso sind hohe Maßhaltigkeit und Oberflachengüte gefordert. Diese Eigenschaften sind jedoch nicht nur vom verwendeten Material und der Formteilgeometrie abhängig, sondern zusätzlich von den zur Produktion verwendeten Spritzguss-Werkzeugen und Prozessbedingungen. Durch die Simulation lässt sich der gesamte Konstruktions- und Entwicklungsprozess wirksam unterstutzen. So können die Zykluszeit, die Taktrate und der Leistungsbedarf der Maschine vorausberechnet und optimiert werden.


Die Visualisierung der Fließfrontverläufe sowie der Druck- und Temperaturverteilungen hilft, frühzeitig Fehler in der Werkzeugausführung zu erkennen. Die Auslegung des Kühlsystems sowie die Angusswahl wird durch die Simulation wesentlich erleichtert und erspart teure Nacharbeit. Mögliche Schwachstellen im spritzgegossenen Bauteil aufgrund von Bindenähten, Lufteinschlüssen oder ungünstiger Prozessführung können weitgehend vermieden werden. Dem Verzug des Formteils kann schon bei der Werkzeugauslegung entgegengewirkt werden.


Fur die Firma Jakob Maul GmbH wurde ein Monitor-Tragarm aus Kunststoff rechnerisch optimiert. Das Ergebnis war eine Wanddickenreduzierung um 30 % und eine Verringerung der Zykluszeit beim Spritzgießen von 15 %. Die Einsparung an Entwicklungszeit wurde auf zwei Monate geschätzt. Die Konstruktion erfüllte die geforderten Festigkeitswerte und es waren keine Nacharbeiten erforderlich.


"Den Kosten für Software, Hardware und Personal stehen Einsparungen von bis zu 50 % der Formteilkosten gegenüber, die sich mit anderen, schwer quantifizierbaren Effekten, wie Verkürzung der Entwicklungszeit, know-how-Zunahme, steigender Prozesssicherheit und Qualität sowie Verminderung von Reklamationen (Produkthaftung), zu einem enormen Rationalisierungspotential addieren" /Brandmeier/. Bei Spritzguss- oder Metallgussprozessen ist die Ersparnis durch die Simulation immer signifikant, weil dadurch die enormen Herstellungskosten für die Formen auf wenige Varianten reduziert werden können.


Die Programme zur Simulation von Kunststoffspritzgießvorgängen basieren ebenfalls auf FEM. Teilaufgaben werden mit Boundary-Element-Verfahren und Differenzen-Verfahren gelöst. Die Programmentwicklung ist heute soweit gediehen, dass auch Sonderverfahren, wie Gasinnendruckverfahren, Spritzpressverfahren, Extrudieren, Blasformen und Tiefziehen simuliert werden können.


Literatur

/Brandmeier/,V.: Einsatz einer Spritzgießsimulation im Werkzeug- und Spritzgießbetrieb, Symposium im Anwenderzentrum Rosenheim (AZR), 1996

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