Institut für Kunststofftechnik

Prozesssimulation

Prozesssimulationen dienen der Enwicklung und Optimierung kunststofftechnischer Prozesse.

Thermoformsimulation

Mittels der Thermoformsimulation können Umformprozesse und resultierende Bauteileigenschaften vorhergesagt werden. Das IKT bietet hierzu die Durchführung von Thermoformsimulationen mit der Software T-Sim® der Fa. Accuform und die Materialcharakterisierung durch den „biaxialen Deformationsversuch IKT“ für T-Sim und B-Sim an.

In den meisten Fällen wird das Längenänderungsverhalten in einer ausgewählten Materialrichtung untersucht. Jedoch erfolgt für einige Anwendungen auch eine Er­weiterung auf die drei Hauptachsen.

Auslegung von Extrusionswerkzeugen

Zur Auslegung von verschiedenen Extrusionswerkzeugen bspw. Wendelverteilerwerkzeuge, Profilextrusionswerkzeuge, Platten-/Folienextrusionswerkzeuge uvm. werden moderne Simulationsmethoden eingesetzt. Während einfache Strömungskanäle analytische Berechnungsmethoden für eine zügige Auslegung erlauben, wird bei komplexeren Geometrien die dreidimensionale numerische Strömungssimulation herangezogen. Die Werkzeuge können unter Berücksichtigung wichtiger Kriterien wie Druckverlust, gleichmäßige Wanddickenverteilung, Temperatur- und Verweilzeitverteilung ausgelegt werden.

Auslegung von Scher- und Mischteilen

Scher- und Mischteile werden mit Hilfe der dreidimensionalen Strömungssimulation ausgelegt. Die wichtigsten Größen wie verteilende und zerteilende Mischwirkung, der Druckverbrauch und die Temperaturentwicklung sowie die Verweilzeitverteilung können ausgewertet und als Kriterien zur Auslegung herangezogen werden. Dabei wird eine moderne neuartige Variante der Particle-Tracking-Methode eingesetzt, die vor kurzem vom IKT eingeführt wurde.

Auslegung von Spritzgießwerkzeugen

Bei der Fertigung von Spritzgießwerkzeugen kommt es häufig nach der Erstabmusterung dazu, Korrekturen am Werkzeug vornehmen zu müssen. Um zahlreiche Iterationsschleifen zu vermeiden, kann die Füllsimulation die Konstruktion und Auslegung von Spritzgießwerkzeugen unterstützen. Neben dem thermisch eingeschwungenen Zustand kann auch das transiente Aufheizprofil des Werkzeugs zu Beginn der Produktion berechnet werden. So können das Kühlkonzept eines Werkzeugs optimiert und nachträgliche Korrekturen vermieden werden. Mithilfe des benötigen Einspritzdrucks kann ebenfalls eine Struktursimulation zur mechanischen Auslegung des Werkzeugs erfolgen.

Rheologische Auslegung von Spritzgießbauteilen

Spritzgießsimulationen können sowohl das Füllverhalten von Bauteilen für das klassische Spritzgießverfahren als auch für zahlreiche Sonderverfahren wie beispielsweise dem Schaumspritzguss, Mehrkomponentenspritzguss, Spritzprägen u. v. a. m. vorhersagen. Zu den Ergebnissen zählen die Formteilfüllung selbst, die Nachdruckphase, die Kühlphase, der Bauteilverzug und für faserverstärkte Werkstoffe auch die Faserorientierung und Faserlänge.

Strukturauslegung von Spritzgießbauteilen

Die integrative Simulation bezeichnet die Kopplung von Prozess- mit der Struktursimulation; so werden Ergebnisse der Füllsimulation zur Berechnung sog. anisotroper Materialkarten für die Struktursimulation genutzt. Dabei können in den Homogenisierungsansätzen die lokale Faserorientierung und die lokale Faserlänge genutzt werden. Zusätzlich können die initialen Spannungen, ebenso wie Temperaturen und ermittelte Drücke übertragen und bei der Struktursimulation berücksichtigt werden.

Ansprechpartner für Prozesssimulation

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Dipl.-Ing. (FH)

Elisabeth Gauler

Leiterin Ingenieur- und Prüfdienstleistungen

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Steffi Müller

Stellv. Leiterin Ingenieur- und Prüfdienstleistungen