Virtual Thermoplastics - Den Spritzgießprozess im kleinsten Detail verstehen und präziser vorhersagen
Das Ziel den Spritzgießprozess immer genauer vorherzusagen erfordert qualitativ hochwertige und genaue Materialdaten, die in der Praxis nicht immer vorliegen. In Kooperation zwischen der DUFNER.MDT GmbH und der SIGMA Engineering GmbH entsteht eine völlig neue Datenbasis für die Simulation.
Aachen, 12.10.2021 – Die SIGMA Engineering gibt auf der Fakuma (12.-16. Oktober 2021) in Friedrichshafen am Stand A5-5110 das erste Mal einen Einblick in die Welt der Virtual Thermoplastics. Der Spritzgießprozess soll nicht nur im kleinsten Detail verstanden, sondern zuverlässig und extrem präzise vorhergesagt werden. Umfassendes Wissen über das verarbeitete Material optimiert jeden Prozess und ermöglicht eine höhere Verlässlichkeit.
Das Verhalten von Kunststoffen im Spritzguss ist komplex und der Einfluss der Materialeigenschaften auf den Spritzgießprozess sehr hoch. Für eine weitere Steigerung der simulativen Genauigkeit reichen die bisher gemessenen Materialeigenschaften nicht mehr aus. Für eine genaue Übereinstimmung zwischen Simulation und Realität sind genaue Datensätze ein wesentlicher Bestandteil – je besser die Qualität der Materialdaten, desto genauer die Ergebnisse.
In Kooperation mit der DUFNER.MDT GmbH hat die SIGMA Engineering ein komplexes Versuchsbauteil „Teddy“ erarbeitet, um Versuche und Modellvalidierungen durchzuführen. Hiermit werden umfangreiche Daten (Drücke, Temperaturen, Wege, Genauigkeiten und exakte Abmessungen) von der Spritzgießmaschine, dem Spitzgießwerkzeug und Formteil aufgenommen. Diese Daten ergänzen die vorhandenen Labormesswerte, die für die einzelnen Werkstoffe in der SIGMASOFT® Datenbank hinterlegt sind. Um die Simulation mit diesen bisher nicht erfassten Daten aus der Realität zu verfeinern mussten die mathematischen Modellansätze entsprechende erweitert werden. Finite Modelle extrapolieren und interpolieren Ergebnisse auf Basis des implementierten Messbereichs mit einer gewissen Fehlerspanne. Durch ergänzende Messungen und die Validierung der Materialparameter, anhand konkreter Prozesse, kann diese Fehlerspanne nun erheblich reduziert werden. So wird eine spezielle und detailliertere Materialdatenbasis geschaffen mit der sich auch Phänomene wie z. B. Kristallisation oder Dehnviskosität, die meist nicht vermessen werden, abbilden lassen. Für die prozesssichere Vorhersage von Schwindung und Verzug werden zusätzlich beispielsweise auch Druck, Thermik, Faserorientierung und Formfüllung gleichzeitig betrachtet und gegenübergestellt.
„Das Ziel ist nicht das reine Vermessen von Thermoplasten, sondern es wurden Mess- und Validierungsroutinen für ein virtuelles Verhalten von Thermoplasten aufgebaut“, berichtet Timo Gebauer, CTO von SIGMA. „Durch die Kombination aus Erfahrung und Know-How gelingt es eine bisher nie realisierbare Verlässlichkeit in der Vorhersage des Verhaltens von Thermoplasten zu erzielen.“ Genau das macht den Unterschied – mit Virtual Molding in Verbindung mit den Messdaten aus den Versuchen im Technikum ist wird das volle Potential von SIGMASOFT® seit der neuen Version 5.3.1 noch besser sichtbar durch überprüfbare Übereinstimmung zwischen Simulation und Wirklichkeit.