CAE-Methode zur Extrusionswerkzeugauslegung

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

Showcase (reales Anwendungsbeispiel)

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...
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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.


Dienstleistungsgruppen

Konstruktion, Produktentwicklung, Datengenerierung
    Prozesssimulation

Anwendungsfeld

Kunststoffverarbeitung

Kunde

Diverse Kunden

Industrie

Kunststoffindustrie

Realisierte Vorteile

Bessere Innovationskraft
Kundenindividuellere Lösung / Zugang zu grosser Produktvielfalt
Reduzierte Kosten
Schnellere Markteinführung

Verwendete Technologien

Extrudieren (Strangpressen)

Verwendete Materialien

Plastic

Anbieter, welcher diesen Showcase ermöglicht hat

IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung

IWK – die Verbindung von Wissenschaft und Praxis für innovative Lösungen mit modernen Werkstoffen, Produktionsprozessen und Multimaterialtechnologie

Ihre Kontaktperson bei IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung

Kontaktieren Sie:

Prof. Daniel Schwendemann
Forschung und Entwicklung
Kompetenzbereich: Fachbereich Compoundierung und Extrusion

Foto von Prof. Daniel Schwendemann

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