Nur heiße Luft, oder doch qualitätskritisch? Erweiterte Ventingoption zeigt Verhalten der Luft im Werkzeug schon in Simulation

Lufteinschluss in SIGMASOFT® - die Simulation liefert neben Position und Größe auch Informationen über Druck und Temperatur in der Luftblase.

Das Verhalten der eingeschlossenen Luft im Werkzeug ist häufig intransparent. Es entstehen unerwartete Lufteinschlüsse, mit negativen Auswirkungen auf die Bauteilqualität. Ihre tatsächliche Lage, Ausprägung und Folgen werden normalerweise erst im fertigen Bauteil sichtbar. Mit der prozessorientierten Simulation von SIGMASOFT® können sie ab Beginn der Bauteil- und Werkzeugentwicklung zuverlässig vorhergesagt werden. Die erneut erweiterte Ventingoption erlaubt den Vergleich verschiedener Entlüftungslösungen und eine Bewertung ihrer Wirksamkeit auf Basis von physikalischen Fakten für thermoplastische, duroplastische, Elastomer- und MIM/CIM-Anwendungen.

Auf der [wfb] vom 19. bis 20. Juni in Siegen demonstriert die SIGMA Engineering GmbH, Aachen, am Stand S06.04/05 wie die Simulation hilft, das Verhalten der Luft im Werkzeug physikalisch transparent zu machen, Lufteinschlüsse und durch sie verursachte Fehlstellen frühzeitig zu erkennen und gezielt zu vermeiden. Eingeschlossene Luft und ihre Lage im Bauteil hat einen großen Einfluss auf die Qualität von spritzgegossenen Bauteilen. Die negativen Effekte sind zahlreich: neben Problemen bei der Formfüllung und mechanischen Schwachstellen durch Luftblasen im Inneren des Bauteils, sind sie bei Thermoplasten eine häufige Ursache für sichtbare Schlieren und Brenner auf der Oberfläche; bei Elastomeren und Duroplasten startet die hohe Temperatur im Lufteinschluss eine vorzeitige Vernetzungsreaktion, die zu weiteren Bauteilfehlern führt; bei Anwendungen mit komplexen Einlegeteilen verschlechtern Luftblasen die Haftung zwischen Polymer und Einlegeteil oder führen zu Fehlstellen im Bauteil, sobald sie sich vom Einlegeteil lösen und mit der Schmelze in ganz andere Bauteilbereiche transportiert werden. Lufteinschlüsse sollten also nach Möglichkeit frühzeitig erkannt und gezielt vermieden werden.

Üblicherweise ist die genaue Position und Größe von Lufteinschlüssen erst bestimmbar, wenn die ersten Teile produziert werden, und Abhilfe lässt sich nur noch über nachträgliche bauliche Maßnahmen am Werkzeug schaffen. Die Prozesssimulation mit SIGMASOFT® ermöglicht schon vor Beginn des Werkzeugbaus eine zuverlässige Vorhersage von Lufteinschlüssen und Luftblasen, deren evtl. Transport durch die Schmelze in kritische Bauteilbereiche und so eine Bewertung ihrer Auswirkungen auf die Bauteilqualität. Gegenmaßnahmen können dadurch frühzeitig in der Entwicklungsphase und damit kostengünstig getroffen werden. Für bestehende Prozesse ist die Simulation ebenfalls ein geeignetes Werkzeug, um den tatsächlichen Ursachen für Brenner o.ä. auf die Spur zu kommen. Unscharfe Vermutungen werden durch klare Fakten ersetzt.

Zusätzlich zur Bestimmung von möglichen Lufteinschlüssen und ihren Folgen bietet SIGMASOFT® Dank der integrierten Ventingoption die Möglichkeit, die Positionierung von Entlüftungen und ihre Wirksamkeit zu überprüfen. Lösungsansätze, um Fehlstellen zu vermeiden, lassen sich so in kurzer Zeit vergleichen, bevor Änderungen am Prozess oder Werkzeug vorgenommen werden. Der Einfluss der Entlüftung auf das Füllbild ist in der Simulation sofort sichtbar und in der Ergebnisinterpretation können mögliche Brenner oder andere Fehlstellen eindeutig identifiziert werden. 

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 Nothing but hot air or critical for quality?  Enhanced venting option shows air behavior in mold during simulation

The behavior of entrapped air in the mold is often intransparent. Unsuspected air entrapments appear and have negative influence on the part quality. Their real position, shape and consequences usually become visible in the finished part only. With the process oriented simulation of SIGMASOFT® they can be reliably predicted from the beginning of the part and mold development. The once more enhanced venting option allows to compare different venting solutions and to evaluate their efficiency based on physical factors for plastic, thermoset, elastomeric and MIM/CIM applications. 

At [wfb] show from June 19th to 20th in Siegen, Germany, the SIGMA Engineering GmbH from Aachen, Germany, presents at booth S06.04/05 how simulation can help to make the behavior of air in the mold physically transparent and thus to recognize air entrapments and resulting defects early and to specifically avoid them. Entrapped air and its position in the part have a huge influence on the quality of injection molded parts. Negative effects are numerous: Besides problems during filling and mechanical weak spots caused by air bubbles inside the part, they are a main reason for visible streaks and burn marks on the surface for plastics; for elastomers and thermosets the high temperature of the entrapped air starts an early cross-linking reaction, which leads to further part defects; in applications with complex inserts entrapped air corrupts the adhesion between polymer and insert or leads to part defects as soon as they come loose from the insert and are transported into other regions by the melt. Therefore air entrapments have to be identified as soon as possible and eliminated actively before steel is cut.

Usually the exact position and size of air entrapments cannot be determined until the first parts are produced and corrections are only possible over subsequent constructional changes on the mold. The process simulation with SIGMASOFT® makes it possible to give an accurate prediction of entrapped air and air bubbles as well as of their movement through the melt in critical regions of the part before the mold is built. Thus it allows an evaluation of their consequences for the part quality. Counter-actions can be taken early in the development process and at low costs. However process simulation is also beneficial for existing production processes. It is an adequate tool to detect the real cause for burn marks or other defects. Vague presumptions are replaced by clear facts.

Additionally to the determination of possible air entrapments and their consequences SIGMASOFT® offers the possibility to validate the positioning of venting and its efficiency thanks to the integrated advanced venting option. Possible solutions to avoid defects can be compared in short time before changes are made to the process or mold. The influence of venting on the filling behavior is immediately visible in the simulation and in the result interpretation possible burn marks or other defects can be clearly identified.