Geringere Bauteilverformung durch optimiertes Temperierkonzept

Bild 1: Vergleich der resultierenden Bauteilverformung für das ursprüngliche Temperierkonzept (rechts) und die optimierte Kanalposition (links) / Figure 1: Comparison of the resulting part deformation for the original tempering concept (right) and for the optimized channel layout (left)

Bild 2: Geometrie der Düsenseite der Form: Bestimmung der idealen Position einer neuen Bohrung für den Temperierkanal in z-Richtung mit SIGMASOFT® Virtual Molding / Figure 2: Geometry of the nozzle side of the mold: determining the ideal position of a new drilling for the tempering channel in z-direction via SIGMASOFT® Virtual Molding

SIGMA Engineering präsentiert das neueste Release SIGMASOFT® v5.3 auf der MOLDPLÁS Messe, Portugal. Sie stellt außerdem ihr neuestes Produkt den SIGMAinteract® vor. Dieser erleichtert die Kommunikation von Simulationsergebnissen innerhalb des Unternehmens und mit Kunden wesentlich. Weiterer Schwerpunkt ist SIGMASOFT® Autonomous Optimization, mit deren Hilfe alle Parameter des Spritzgießprozesses optimiert werden können. Beispielhaft wird mit diesem Ansatz ein Temperierkonzept optimiert und dadurch die Dimensionsstabilität des Bauteils erreicht.

Wie in den vergangenen Jahren stellt die SIGMA Engineering GmbH, Aachen, vom 6. bis 9. November 2019 auf der MOLDPLÁS in Batalha, Portugal, aus. Auf ihrem Stand (Halle 2, Stand 2B09) präsentiert die SIGMA das neueste Release SIGMASOFT® Version 5.3 sowie den neuen SIGMAinteract®, der die Kommunikation von Simulationsergebnissen innerhalb des Unternehmens und mit Kunden ermöglicht.

Die SIGMA demonstriert an einem Kundenbeispiel, wie man die Verformung eines Bauteils verhindert, indem man die Positionierung der Kühlkanäle analysiert. Dabei wird eine der wichtigsten Technologien von SIGMASOFT® benutzt, die Autonome Optimierung. Dieses Tool ermöglicht eine schnelle und effiziente Optimierung des gesamten Spritzgießprozesses.

SIGMA wurde von einem seiner Kunden konsultiert, um die Verformung eines Bauteils aus 20% mineralischem PP zu reduzieren. Da dieses Teil an eine Stoßstange montiert werden musste, durften keine Montagefehler, wie z.B. Lücken zwischen den beiden Teilen, auftreten. Somit waren die Toleranzen für das Teil klein.

Das erste Kriterium ist die Homogenität der Kavitätstemperatur und ihr Einfluss auf die Bauteilverformung. Eine erste Simulation in SIGMASOFT® über 10 Zyklen ermöglichte die Analyse der Verformung und ihrer Ursachen: Es wurde ein signifikanter Hot Spot auf der beweglichen Formhälfte identifiziert. Eine Änderung dieses Bereiches ist aufgrund der Form und der geringen Wandstärke der Kavität schwierig.

Nach Rücksprache mit dem Formenbauer wurde beschlossen, die Position des nächsten Kühlkanals durch eine neue Bohrung zu verändern und somit die Kühlung dieses Bereichs zu verbessern. Es war geplant, die bestehende Kavität mit dieser technisch einfachen und wirtschaftlich effizienten Lösung zu retten. Um den Kühleffekt zu optimieren, wertet SIGMA im nächsten Schritt die genaue Position der Kühlkanäle aus.

In SIGMASOFT® Virtual Molding wird die Bohrgeometrie so parametrisiert, dass sie sich entlang der Z-Achse des Modells bewegen kann (Bild 2). Anschließend berechnete die virtuelle DoE-Funktionalität, die in SIGMASOFT® Autonomous Optimization enthalten ist, automatisch alle möglichen Positionen der Bohrung. Die Verformung des Bauteils wird über den Abstand zwischen seinen Wänden mit Hilfe von Positionssensoren beschrieben. Dies ermöglicht eine automatische Bestimmung des Einflusses der Position des Kühlkanals auf die Verformung. Der Vergleich der initialen mit der optimalen Simulation, zeigt eine deutliche Steigerung der Maßtoleranz des produzierten Bauteils. Die Verformung wird um 0,9 mm von 1,4 mm auf 0,5 mm reduziert (siehe Bild 1).

Mit Hilfe von SIGMAinteract® wurden alle Ergebnisse dieser Studie direkt mit dem Kunden und dem Projektpartner ausgetauscht. Dadurch wurde die Kommunikation deutlich erleichtert und ein maximaler Wissenstransfer gewährleistet. Dank der durchgeführten virtuellen DoE konnte der Kunde die Produktion schnell starten. Die durchgeführte Modifikation war kostengünstig und ermöglichte es, die vorhandene Kavität zu erhalten.