Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Sigma Engineering: Werkzeugoptimierung vor dem Werkzeugbau

Virtuelles Spritzgießen ermöglicht frühe Werkzeugoptimierungen: ursprüngliches Werkzeugdesign mit Temperaturverteilung (links) und Temperaturen des optimierten Designs (rechts). (Abb.: Sigma)

Virtuelles Spritzgießen ermöglicht frühe Werkzeugoptimierungen: ursprüngliches Werkzeugdesign mit Temperaturverteilung (links) und Temperaturen des optimierten Designs (rechts). (Abb.: Sigma)

Die Sigmasoft Virtual Molding Technologie der Sigma Engineering GmbH, Aachen, ist ein geeignetes Verfahren zur systematischen Beurteilung der Leistungsfähigkeit einer gegebenen Werkzeugkonstruktion. Es erlaubt die Validierung verschiedener Werkzeugkonzepte und das Erkennen von potentiellen Optimierungsmöglichkeiten. Dadurch werden frühe Werkzeug-, Bauteil- und Prozessoptimierungen ermöglicht, die bereits vor dem Bau des Werkzeugs durchgeführt werden können.

Die Software funktioniert als virtuelle Spritzgießmaschine. Für die Simulation wird das Werkzeug mitsamt aller Komponenten berücksichtigt. Der Spritzgießprozess wird exakt wie an der realen Spritzgießmaschine definiert. Anschließend werden mehrere Produktionszyklen hintereinander berechnet, um die realen physikalischen Effekte abzubilden. Dadurch ist es möglich etwaige Formteilfehler oder Verbesserungsmöglichkeiten zur Reduktion der Zykluszeit vorauszuberechnen.

Der Kunststoffverarbeiter F. & G. Hachtel GmbH & Co. KG, Aalen, arbeitete zur Optimierung eines neuen Werkzeugs mit Sigmasoft Virtual Molding. Ziel war es, ein Bauteil mit minimalem Verzug zu produzieren. Zu Beginn wurde ein erstes Werkzeugkonzept getestet. Die Gestaltung der Kerne erlaubte nur wenige Kühlkanäle. Dadurch entwickelten sich nach einigen Zyklen Hotspots (in der Abbildung links). Diese steigerten neben der Zykluszeit auch den Formteilverzug.

Eine neue Kerngeometrie mit verbesserter Temperierung wurde entwickelt. Unter gleichen Produktionsbedingungen wurde eine neue virtuelle Abmusterung mit Sogmasoft Virtual Molding durchgeführt. Die Erhöhung der Anzahl an Temperierkanälen im Kern führte zu einer deutlichen Verringerung der Kavitätstemperaturen (in der Abbildung rechts). Dies verminderte die thermisch induzierten Spannungen im Bauteil und damit den Verzug des Bauteils.

Die Simulationssoftware unterstützt den Anwender dabei, frühzeitig Schwachstellen im Werkzeugkonzept zu identifizieren und die ursprüngliche Konstruktion zu optimieren. Diese virtuelle Optimierung erfolgt innerhalb von Stunden und reduziert die Nacharbeit des Werkzeugs während der Abmusterungen. Hierdurch werden Risiko und Kosten bei der Auslieferung eines neuen Werkzeugs minimiert.

www.sigmasoft.de

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