Autonomous Optimization reduziert Kosten im Spritzguss

Das Bauteil (rot) sollte in unter 60 Sekunden produziert werden. Die Autonomous Optimization half bei der Ermittlung des besten Temperierkonzepts zu niedrigen Kosten. / The part (in red) had to be produced with a cycle time below 60 seconds. The Autonomous Optimization tool found out which cooling configuration delivered the desired cycle time at the lowest cost.

Ein Beispiel zeigt die Anwendung der neu in SIGMASOFT® Virtual Molding enthaltenen Autonomous Optimization. Mit einem Werkzeug für ein dickwandiges Bauteil sollte eine Zykluszeit von unter 60 Sekunden erreicht werden, was über verschiedene Temperierkonzepte realisierbar war. Die Werkzeugkosten für die beste Konfiguration waren niedriger als erwartet.

Schwierigkeiten in der Temperierung sind für 60% aller Qualitätsprobleme von Spritzgießbauteilen verantwortlich. Mit zunehmenden Druck hinsichtlich Bauteilkosten und Werkzeugentwicklungszeiten ist es unerlässlich bezahlbare, verlässliche und effiziente Werkzeuglösungen in kürzest möglicher Zeit zu finden.

Auf der Fakuma 2017 wurde zum ersten Mal eine Technologie vorgestellt, die es den Werkzeugbauern erlaubt, virtuell das effizienteste Design zu ermitteln. Die SIGMA Engineering GmbH aus Aachen veröffentlicht die Autonomous Optimization Technologie als Teil ihrer SIGMASOFT® Virtual Molding Software. Sie hilft so dem Anwender die beste Lösung aus einer Vielzahl von möglichen Varianten für das Werkzeugdesign auszuwählen.

Das Drehkreuz eines Bürostuhls sollte in einem neuen Werkzeug produziert werden. Der Werkzeugbauer erhielt den Auftrag, dieses Werkzeug zu den geringstmöglichen Kosten herzustellen, gleichzeitig sollte in der Produktion eine Zykluszeit von unter 60 Sekunden eingehalten werden.

Der Werkzeugbauer identifizierte die Parameter die er innerhalb des Werkzeugkonzepts variieren konnte, um die geforderte Zykluszeit zu erreichen. Die Werkzeuglegierung, Anordnung und Durchmesser der Kühlkanäle, eine konturnahe Kühlung und hochleitfähige Kupferstifte waren einige dieser Stellschrauben. Alle möglichen Kombinationen dieser Variablen ergaben mehr als 40000 mögliche Werkzeugkonfigurationen. Durch eine autonome Simulation wurden darunter die Konfigurationen ermittelt, die eine Zykluszeit von unter 60 Sekunden erlaubten.

Aus den Designkombinationen, die die geforderte Zykluszeit umsetzten, konnten dann die kostengünstigen Varianten herausgefiltert werden. Im konkreten Beispiel stellte sich heraus, das keine konturnahe Kühlung notwendig war und das durch den Einsatz hochleitfähiger Kupferstifte die gewünschte Zykluszeit erreicht wurde. Das ideale Konzept kombinierte Kupferstifte in 4 mm und 10 mm Durchmesser mit Kühlkanälen von 6 mm Durchmesser.

Die Autonomous Optimization, die in SIGMASOFT® Virtual Molding enthalten ist, findet das bestmögliche Werkzeugdesign zu den günstigsten Kosten. Die Technologie hilft nicht nur bei der Optimierung der Zykluszeit, sondern auch bei der Beantwortung weiterer Fragen zum Spritzgießprozess, wie der Minimierung von Bauteilverzug, Energiekosten oder Bauteilfehlern. Für alle identifiziert die Software das optimale Werkzeugkonzept und die besten Prozesseinstellungen.