Für Bauteile mit engen Toleranzen ist die Suche nach dem optimalen Spritzgussprozess häufig sehr aufwändig. Mittels SIGMASOFT® Virtual Molding können Werkzeug und Prozess ohne Material- und Personalaufwand optimiert werden. Durch die konsequente Anwendung von Virtual Molding gelangte die Kalypso Ultra Technologies zum „First Shot Good“ Erfolg bei einer hochpräzisen Automotive-Anwendung.
Die SIGMA Engineering GmbH, Aachen, präsentiert auf der Swiss Plastics 2014 in Halle 1 am Stand B1034 wie mit Hilfe von SIGMASOFT® Virtual Molding die Entwicklung von Bauteilen mit engsten Toleranzbereichen optimiert werden kann. So erzielte die Kalypso Ultra Technologies durch die konsequente Nutzung der Virtual Molding Technologie einen „First Shot Good“ Erfolg für ein komplexes Automotive-Bauteil.
Beauftragt mit der Entwicklung eines Motorbauteils (Bild 1) aus PA 6.6 mit 30% Glasfaseranteil und mit einem Durchmesser von 10 cm mit Toleranzen von +0,07 mm/-0,0 mm für jeden Durchmesser, ergaben sich für Kalypso verschiedene Herausforderungen: Aufgrund von Kristallisation und enthaltenen Fasern ist das Materialverhalten schwer vorhersagbar, so dass normale Konstruktionsregeln nicht gelten; eine außergewöhnlich komplexe Geometrie mit großen Unterschieden in der Wanddicke und engen Toleranzen für die kaum Erfahrungen vorliegen. Zusätzlich sind eine optimierte Anspritzung sowie eine verlässliche Temperierung entscheidend für den Erfolg des Projektes. Entgegen der sonst üblichen, zeit- und kostenintensiven Trial-and-Error-Methoden entschied sich Kalypso konsequent, den Spritzgießprozess mit SIGMASOFT® virtuell abzubilden, und das bereits bevor der Werkzeugbau gestartet hat.
Die Durchführung einer Multizyklus-Analyse, bei der 20 Produktionszyklen mit den realen Prozessparametern und einer konventionellen Temperierung simuliert wurden, zeigte Hot Spots auf den Werkzeugkernen (Bild 2) im eingeschwungenen Produktionszustand des Werkzeugs. Diese Hot Spots haben nicht nur einen negativen Einfluss auf die Spannungen im Bauteil und den Verzug, sondern auch auf die Bauteilqualität allgemein. Als Alternative wurde daher eine Lösung mit konturnaher Temperierung der Werkzeugkerne analysiert. Hier zeigte die Betrachtung aller Werkzeugkomponenten und Prozessparameter über mehrere Zyklen im eingeschwungenen Produktionszustand nicht nur eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Werkzeug (Bild 3), sondern auch eine Reduzierung der Zykluszeit. Basierend auf den SIGMASOFT® Ergebnissen wurde abschließend das Werkzeug gebaut und die Prozesseinstellungen festgelegt. Kalypso konnte das Bauteil so nicht nur rechtzeitig an seinen Kunden liefern, sondern auch bereits die mit SIGMASOFT® Virtual Molding gewonnenen Erfahrungen über das Verhalten des Werkzeugs im Produktionsprozess vor realem Produktionsstart mit dem Kunden teilen und die Produktionsmitarbeiter so gezielt vorbereiten. Auf der Maschine mussten keine Versuche gefahren werden, sondern die produzierten Bauteile entsprachen vom ersten Schuss an den Anforderungen. SIGMASOFT® Virtual Molding ermöglichte einen „First Shot Good“ Erfolg ohne die üblichen zeitaufwändigen Werkzeug- und Prozessiterationen.
Bild 1 – Hochpräzises Motorbauteil mit großen Wanddicken und engen Toleranzen - Bild:
Kalypso Ultra Technologies
Bild 2 - Hot Spots in den Werkzeugkernen mit konventioneller Temperierung; Bild 3 - Gleichmäßigere
Temperaturverteilung dank konturnaher Kühlung der Kerne - Bilder: Kalypso Ultra Technologies
Hintergrund:
SIGMA ist ein 100% Tochterunternehmen des Technologie- und Marktführers für Gießereiprozesssimulation mit Sitz in Aachen (www.magmasoft.de). Mit der Simulationslösung SIGMASOFT® optimieren wir den Entwicklungsprozess von Kunststoffbauteilen und Spritzgießwerkzeugen sowie die Prozessführung der Spritzgießverarbeitung. Beide Produktlinien - Kunststoffspritzguss und Metallguss - basieren auf gemeinsamen 3D-Simulationstechnologien mit dem Fokus der Artikel- und Prozessoptimierung. In SIGMASOFT® sind so eine Vielzahl prozessspezifische Modelle sowie 3D-Simulationstechnologien integriert, die auf der Metallgießsimulations-Seite über 25 Jahre entwickelt, validiert und kontinuierlich optimiert wurden. Dieser erweiterte Simulationsansatz stellt für die Anwender von SIGMASOFT® einen klaren Wettbewerbsvorteil dar.
Erfolgreiche Kunststoffspritzgusssimulation lebt von der direkten Kommunikation zwischen Simulationsanwendern mit ihren praxisbezogenen Anforderungen, einem kunststofftechnisch kompetenten Supportteam sowie der softwaretechnischen Entwicklung beim Simulationshersteller. Die SIGMA Engineering GmbH bietet daher eine direkte Vertriebs- und Supportorganisation, mit einem anwendungsorientiertem Entwicklerteam am Standort Aachen und etablierten Entwicklungspartnerschaften in Europa.
Kontakt:
www.sigmasoft.de
Swiss Plastics Halle 1 / Stand B1034 |
