Sigma Engineering: Virtuelle DoE verbessert Bauteileigenschaften - Optimale Bauteile und Spritzgießprozesse virtuell bestimmen

„Sigmasoft“ Virtual Molding ermittelt die ideale Konfiguration von Bauteil, Werkzeug und Prozess in nur einer Berechnung. Mit der neuen Autonomous Optimization Technologie – und der darin enthaltenen virtuellen DoE – verbessert die Software bereits vorhandene Spritzgießwerkzeuge und -prozesse und überprüft verschiedene Konfigurationen und innovative Lösungsansätze. In diesem Frühjahr präsentiert die Sigma Engineering GmbH aus Aachen einige Anwendungsmöglichkeiten ihrer virtuellen DoE für verschiedene Materialien auf unterschiedlichen Messen.

„Sigmasoft“ funktioniert wie eine virtuelle Spritzgießmaschine, mit der der Anwender verschiedene Ansätze und neue Konzepte ohne Risiko und Materialverlust am Computer erproben kann. Mit der nun verfügbaren Möglichkeit zur Durchführung einer virtuellen DoE werden verschiedene Geometrien und variierende Prozessparameter in einer einzigen Berechnung verglichen und bewertet. Der Anwender kann so zahlreiche Fragen zu Bauteil und Prozess schon im Vorfeld beantworten, ohne Versuche an einer Spritzgussmaschine zu fahren.

Bild 1: Die Faserorientierung verändert sich mit der Position des Anspritzpunktes. Mit Hilfe der virtuellen DoE können verschiedene Anspritzpunkte und die daraus resultierende Faserorientierung verglichen werden, um die optimale Position zu finden - (Grafiken: Sigma Engineering).

Eine typische Form virtueller DoEs ist, unabhängig vom Polymer, die Bestimmung des optimalen Anspritzpunktes am Bauteil. Bei faserverstärkten thermoplastischen Materialien hat der Anspritzpunkt einen erheblichen Einfluss auf die Faserorientierung im Bauteil (s. Bild 1). Abhängig vom Fließweg der Schmelze ändert sich die Orientierung der Fasern und führt schlussendlich zu verschiedenen mechanischen Eigenschaften. Mit der Bestimmung des optimalen Anspritzpunktes kann der Anwender die Faserorientierung erheblich verbessern – und damit auch die mechanischen Eigenschaften des Bauteils.

Bei Kautschuk und LSR (Flüssigsilikonkautschuk) hängt der benötigte Einspritzdruck vor allem vom Angusssystem ab. Um den Druckverlust zu minimieren und das Angusssytem zu optimieren gilt eine virtuelle DoE als der einfachste Ansatz zur Bewertung der Anzahl und verschiedener Positionen der Anspritzpunkte. Gleichzeitig kann auch das Risiko zur Entstehung von Lufteinschlüssen eingeschätzt werden (s. Bild 2). Auf Basis dieser ersten Bewertung kann die optimale Konfiguration des Kaltkanals sowie die dazu passende Füllzeit bestimmt werden. Auch im weiteren Verlauf des Projektes werden die gesamte Werkzeugauslegung und die Erstellung eines Konzeptes für die Heizpatronen von der Software begleitet.

Bild 2: Mit Hilfe einer virtuellen DoE werden verschiedene Anspritzpunkte (mit roten Kreuzen markiert) hinsichtlich Einspritzdruck und Lufteinschlüssen für diesen Topflappen aus LSR verglichen. Während die Designs 15 und 43 ein hohes Risiko für ungewollte Luftblasen bergen, kombiniert Design 33 ein gutes Füllverhalten mit einem niedrigen Druckbedarf.

Mit der Möglichkeit zur Durchführung einer virtuellen DoE wird der Anwender während des Entwurfes von Bauteil, Werkzeug und Prozess von „Sigmasoft“ Virtual Molding unterstützt. Die Software liefert ein anwenderfreundliches Werkzeug zur Beantwortung aufkommender Fragen zu Themen wie dem idealen Anspritzpunkt, der Temperaturverteilung im Werkzeug oder der optimalen Zykluszeit. Dadurch kann der Anwender seine Entscheidungen auf einer soliden, mit Fakten unterfütterten Basis treffen und Versuche an der Maschine und Werkzeugänderungsschleifen deutlich reduzieren.

Weitere Informationen: www.sigmasoft.de

MECSPE, Parma, Italien, 28.-30.03.2019, Halle 6, Stand 139
Kuteno 2019, Rheda-Wiedenbrück, 07.-09.05.2019, Halle 1, Stand B15
Chinaplas 2019, Guangzhou, China, 21.-24.05.2019, Stand 4.2A09

Sigma Engineering GmbH, Aachen

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