Das Versuchsbauteil «Teddy» in der Realität und die Betrachtung des Verzuges in der Simulation

Ausgabe 05 | 2022

Den Spritzgiessprozess verstehen und präziser vorhersagen

SIGMA Engineering GmbH

Das Ziel den Spritzgiessprozess immer genauer vorherzusagen erfordert qualitativ hochwertige und genaue Materialdaten, die in der Praxis nicht immer vorliegen.

Der Spritzgiessprozess soll nicht nur im kleinsten Detail verstanden, sondern zuverlässig und extrem präzise vorhergesagt werden. Umfassendes Wissen über das verarbeitete Material optimiert jeden Prozess und ermöglicht eine höhere Verlässlichkeit.
Das Verhalten von Kunststoffen im Spritzguss ist komplex und der Einfluss der Materialeigenschaften auf den Spritzgiessprozess sehr hoch. Für eine weitere Steigerung der simulativen Genauigkeit reichen die bisher gemessenen Materialeigenschaften nicht mehr aus. Für eine genaue Übereinstimmung zwischen Simulation und Realität sind genaue Datensätze ein wesentlicher Bestandteil – je besser die Qualität der Materialdaten, desto genauer die Ergebnisse.

Fehlerspanne erheblich reduzieren
In Kooperation mit der Dufner.MDT GmbH hat die SIGMA Engineering ein komplexes Versuchsbauteil «Teddy» erarbeitet, um Versuche und Modellvalidierungen durchzuführen. Hiermit werden umfangreiche Daten (Drücke, Temperaturen, Wege, Genauigkeiten und exakte Abmessungen) von der Spritzgiessmaschine, dem Spitzgiesswerkzeug und Formteil aufgenommen. Diese Daten ergänzen die vorhandenen Labormesswerte, die für die einzelnen Werkstoffe in der SIGMASOFT®-Datenbank hinterlegt sind. Um die Simulation mit diesen bisher nicht erfassten Daten aus der Realität zu verfeinern mussten die mathematischen Modellansätze entsprechende erweitert werden. Finite Modelle extrapolieren und interpolieren Ergebnisse auf Basis des implementierten Messbereichs mit einer gewissen Fehlerspanne. Durch ergänzende Messungen und die Validierung der Materialparameter, anhand konkreter Prozesse, kann diese Fehlerspanne nun erheblich reduziert werden. So wird eine spezielle und detailliertere Materialdatenbasis geschaffen mit der sich auch Phänomene wie zum Beispiel Kristallisation oder Dehnviskosität, die meist nicht vermessen werden, abbilden lassen. Für die prozesssichere Vorhersage von Schwindung und Verzug werden zusätzlich beispielsweise auch Druck, Thermik, Faserorientierung und Formfüllung gleichzeitig betrachtet und gegenübergestellt.

Vorhersage des Verhaltens von Thermoplasten
«Das Ziel ist nicht das reine Vermessen von Thermoplasten, sondern es wurden Mess- und Validierungsroutinen für ein virtuelles Verhalten von Thermoplasten aufgebaut», berichtet Timo Gebauer, CTO von SIGMA. «Durch die Kombination aus Erfahrung und Know-how gelingt es eine bisher nie realisierbare Verlässlichkeit in der Vorhersage des Verhaltens von Thermoplasten zu erzielen.» Genau das macht den Unterschied – mit Virtual Molding in Verbindung mit den Messdaten aus den Versuchen im Technikum ist wird das volle Potenzial von SIGMASOFT® seit der neuen Version 5.3.1 noch besser sichtbar durch überprüfbare Übereinstimmung zwischen Simulation und Wirklichkeit.

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