Spritzguss Fallbeispiele
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Kategorie: Fallbeispiele
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