SIGMA Engineering: Spritzguss-Simulation für Mikro-Spritzguss und Nanokomposites

Visualisierung von Partikelkonzentrationen über die Länge eines spritzgegossenen Mikro-Zugstabs mit SIGMASOFT®

Sigma Engineering GmbH präsentiert auf der Fakuma 2011 die aktuellsten Erweiterungen der Funktionalitäten ihrer 3D Spritzgießsimulationssoftware SIGMASOFT®. Ein Schwerpunkt der Neuentwicklungen liegt auf der Simulation von Mikro-Spritzguss Anwendungen und dem Einsatz von Nanokomposits.

Nanokomposits beeinflussen die Rheologie von Kunststoffschmelzen deutlich. So bietet eine verbesserte Fließfähigkeit die Chance, Schmelzen bei niedrigeren Temperaturen zu verarbeiten und damit Energiekosten wie auch Zykluszeit zu sparen. Weiterhin lassen sich durch Nano-Partikel Bauteileigenschaften gezielt verändern bzw. einstellen. Dies gelingt jedoch nur, wenn die Nano-Partikel die gewünschte Verteilung in der Kavität auch wirklich erreichen und nicht durch Strömungseffekte beim Einspritzen Entmischungen auftreten. Bei der Bauteil- und insbesondere bei der Werkzeugauslegung für die Verarbeitung von Nanokompositen sind solche Effekte frühzeitig zu berücksichtigen und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Die Spritzguss-Simulation SIGMASOFT® sei daher um ein Modul erweitert worden, mit dem die lokale Partikelverteilung simuliert und analysiert werden könne und so klare Richtlinien hinsichtlich einer erfolgreichen Auslegung von Artikel, Spritzgießwerkzeug, Heißkanal und Angussverteiler abgeleitet werden könnten.

Ein interessantes Einsatzgebiet nanoskaliger Partikel zur Veränderung von Bauteileigenschaften sind Mikro-Spritzguss-Anwendungen. Aufgrund der veränderten Größenskalen treten laut Sigma beim Mikro-Spritzgießen thermo-rheologische Effekte in den Vordergrund, die in der Simulation herkömmlicher Makro-Spritzgießprozesse häufig vernachlässigt würden. Insbesondere die thermische Interaktion zwischen Werkzeug und Schmelze müsse physikalisch exakt und unter Berücksichtigung der veränderten Größenskala in der Spritzguss-Simulation abgebildet werden. Die Solvertechnologie von SIGMASOFT® sei um die Berücksichtigung dieser Skaleneffekte erweitert und validiert worden.

Die vorgestellten Ergebnisse wurden im Rahmen eines BMBF-Verbundprojekts erarbeitet, und werden im Rahmen des FAKUMA Aussteller-Forums 2011 am 18. Oktober in Friedrichshafen vorgestellt. Gesamtziel des Projektes war die Prozessentwicklung zum Spritzgießen neuer innovativer Nanokompositmaterialien zur Serienfertigung von maßgeschneiderten Mikro- und Makro-Bauteilen.

Die Präsentation ist Teil der Vortragsserie im Rahmen des BMBF-Projektes: "Prozessentwicklung für das Spritzgießen von Nanokompositen zur Serienfertigung von maßgeschneiderten optischen Mikro- und Makrokomponenten", welche am 18. Oktober um 13:15 Uhr im Forum der Fakuma-Messehallen in Friedrichshafen eröffnet wird, mit weiteren Beiträgen der Firma color plastic chemie (Remscheid) und Günther Heisskanaltechnik GmbH (Frankenberg/Eder). Weitere an diesem Projekt beteiligte Firmen und Institute waren auch Fa. Doose Werkzeugbau (Hennstedt-Ulzburg), Krämer Engineering (Rendsburg), WISKA Hoppmann & Mulsow GmbH (Kaltenkirchen), JENOPTIK Polymer Systems GmbH (Triptis) und das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, (Bremen).

Weitere Informationen: www.sigmasoft.de

Fakuma 2011, Friedrichshafen, 18.-22.10.2011, Halle A5, St. 5122

SIGMA Engineering GmbH, Aachen

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