Showcase 16. Mai 2017

CAE-Methode zur Extrusionswerkzeugauslegung

Verschiebung der Auslegungs-Iterationsschleife von der Versuchs- und Prototypenentwicklung durch „Trial and Error“ zur simulationsgestützten Profil-Werkzeugauslegung anhand virtueller Versuche.

Das Umfeld, in dem sich die heutige Produktentwicklung befindet, erfährt immer schnellere Zyklen. Die Anforderungen von Kundenseite steigen, die Komplexität von technischen Systemen nimmt zu. Um sich unter diesen verschärften Wettbewerbsbedingungen behaupten zu können, müssen alle Anstrengungen unternommen werden, die Entwicklungszeiten zu verringern, die Herstellkosten zu senken, die Innovation und Kreativität zu steigern und eine höhere Qualität zu erzielen.

Werkzeuge für die Profilextrusion werden in der Praxis meistens durch „trial and error“ optimiert. Diese Optimierungsiterationen sind oft mit viel Handarbeit verbunden und jede Änderung verursacht einen Extrusionsversuch auf der Produktionsanlage. Die durchgeführten Änderungen können teilweise nur bedingt in die Konstruktion zurückfliessen und es fallen Maschinenstunden und Reinigungsaufwand bei jedem Versuch an.

Im Rahmen von Industrieprojekten wurde am IWK eine Konstruktions-, und Simulationsmethode entwickelt, mit welcher diese Iterationsschlaufen am fertigen Werkzeug minimiert oder je nach Anforderung sogar ersetzt werden. Die dadurch verkürzte Entwicklungszeit erlaubt es, mit einem Produkt schneller am Markt zu sein und ermöglicht eine zeitnahe Umsetzung von Konstruktionsänderungen.

  • Die Anzahl an Prototypen-Werkzeugen sowie deren Versuche kann durch die simulationsgestützte Auslegung reduziert werden.
  • Über eine Design-Studie mit zwei bis drei konstruktiven Änderungen kann innerhalb eines Tages ein verbessertes, validiertes Design durch einen virtuellen Versuch ermittelt werden.
  • Das „Auftragschweissen und Schleifen“ am Fliesskanal kann am CAD durchgeführt werden.
  • Alle Änderungen sind zurückverfolgbar.
  • Durch die Einsparung von Werkzeugteilen, Versuchsmaterialien, Fertigungs- und Versuchszeit können die Entwicklungskosten gesenkt werden.
  • Moderne Entwicklungswerkzeuge wie CAD und Simulation ermöglichen es durch ihre Schnelligkeit, auch einmal unkonventionelle Wege auszuprobieren, was die Innovation und Kreativität stark fördert.
  • Gegenüber der traditionellen Vorgehensweise, komplizierte Werkzeuge nach Erfahrungswerten, Berechnungshandbüchern oder Handrechnungen auszulegen, hat die Simulation den Vorteil, dass der Anwender ein besseres Verständnis für das Verhalten der Bauteile und des Materialverhaltens bekommt wodurch das Produktverständnis vertieft werden kann.
  • Das Auslegungs-Know-How kann gesteigert und dokumentiert werden.
Weitere Informationen
Dienstleistungsgruppen:
Entwicklung, Konstruktion, Datengenerierung
    Simulation (FEM, Prozesssimulation, etc.)

Anwendungsbereich:
Kunststoffverarbeitung

Anbieter, der diesen Showcase präsentiert

IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung

IWK – die Verbindung von Wissenschaft und Praxis für innovative…
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Foto von Prof. Daniel Schwendemann

Prof. Daniel Schwendemann

IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung

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