Hohes Simulationslevel beim Elastomer-Spritzgießen

Ganzheitlich betrachtete Fließsimulation spart beim Elastomer-Spritzgießen Zeit und Kosten. Mit Smartflow lassen sich zum Beispiel Lufteinschlüsse simulieren (rote Pfeile). Foto: Desma

Ganzheitlich betrachtete Fließsimulation spart beim Elastomer-Spritzgießen Zeit und Kosten; Desma kombiniert sie noch mit Datenintegration und Vernetzung.

Die Fließsimulation ist ein bewährtes Mittel beim Elastomer-Spritzgießen, um die Entwicklungszeiten zu verkürzen und schneller Musterartikel bereitstellen zu können. Durch Datenintegration und Vernetzung lässt sich diese auf eine neue Ebene heben.

Mit Fließsimulationen werden bereits während der Konstruktionsphase wichtige Erkenntnisse gesammelt und die Nacharbeiten an einem Versuchswerkzeug verringert. Füllsimulationen geben schon vor Konstruktionsbeginn Aufschluss über das Fließverhalten der Materialmischung, welches durch die Artikelgeometrie und den geplanten Anguss maßgeblich beeinflusst wird. Ebenfalls bieten sie eine hilfreiche Grundlage bei Bauteilen mit komplexer Materialbeschaffung, die gleichzeitig aus mehreren Komponenten bestehen und somit diverse Anforderungen erfüllen müssen.

Das ist nicht neu und es gibt inzwischen viele Systeme auf dem Markt. Bei der neuen Inhouse-Fließsimulation von Desma stand deshalb auch mehr die Frage im Mittelpunkt, wie man ein solches System durch eine ganzheitliche Betrachtungsweise – der Wertschöpfungskette von der Entwicklung bis zur Produktion folgend – effizienter machen kann. Eine Antwort liegt in den verfügbaren Daten, denn die Software Smartflow umfasst die bereits vorhandenen Daten und Parameter, die das Unternehmen als Turnkey-Lieferant mitbringt.

Projektbeispiel: Füllsimulation für eine Dichtung

Was Smartflow bringt, zeigt ein Projektbeispiel: Für eine umfassende Metallträgerdichtung, die 1-kavitätig mit Anspritzung über einen 6-Düsen-Flowcontrol-Kaltkanal realisiert wurde, galt es im Vorfeld, für alle beteiligten Gewerke eine Füllsimulation via Smartflow mit den Parametern einer anspruchsvollen und schwierig zu verarbeitenden Mischung durchzuführen. Vorab war eine genaue Materialanalyse notwendig, um die Materialparameter über die Bedienoberfläche der Steuerung in eine Maske einzugeben. Darüber hinaus war die Einbindung von diversen Geometrien, die den Fließprozess beeinflussen, in der Simulationssoftware zu berücksichtigen. Hierzu zählen zum Beispiel die Spritzeinheit und auch diverse Geometrien der geplanten Kaltkanalsysteme. Dabei kann zwischen einem offenen Kaltkanal oder einem Flowcontrol-Kaltkanal in Standard- oder als E-Drive-Variante unterschieden werden. Auch das Injection-Transfermoulding-Verfahren (ITM) kann betrachtet werden.

Mit dem Datenzugriff auf alle Anlagen-Komponenten war eine nahezu realitätsgleiche Funktionsabbildung aus allen Blickwinkeln möglich. Ziel ist es immer, Optimierungsschleifen von Versuchs- oder Serienformen deutlich zu reduzieren und die Einführung neuer Produktionsverfahren zu beschleunigen.

Lufteinschlüsse beim Elastomer-Spritzgießen lassen sich identifizieren

Beim Bedienpanel DRC 2030 TBM sorgen eine hohe Auflösung, die Multitouch-Funktion und neue Visualisierungsoptionen für deutlichere und noch schneller erkennbare Maschinendaten. Foto: Desma

Bei der Füllsimulation findet eine anschließende Auswertung zu den potenziellen Themen wie Lufteinschlüssen, Zusammenflussstellen oder allgemein zum Fließverhalten dieses speziellen Materials statt. Außerdem wird der Temperaturhaushalt von Form und der gegebenenfalls davor gelegenen Kaltkanaltechnik und der Spritzeinheit betrachtet. Somit können diese Erkenntnisse schon bei der Konstruktion der Form mit einfließen. Dies verringert die Anzahl der Optimierungsschleifen bei der Versuchsform. Resultierend hieraus werden Anzahl und Lage der Anspritzpunkte, Entlüftungen und Kaltkanaldüsen festgelegt.

Neben den technischen Möglichkeiten trägt auch die Bedienung einer Simulationssoftware erheblich zur Effizienz des Entwicklungsprozesses bei. So sorgen beim Bedienpanel DRC 2030 TBM eine hohe Auflösung, die Multitouch-Funktion und neue Visualisierungsoptionen für deutlichere und noch schneller erkennbare Maschinendaten. Den optischen Auftritt der Visualisierung hat Desma überarbeitet und modernisiert. Der noch klarer strukturierte Funktionsbereich am oberen Bildschirmrand ermöglicht es dem Bediener, die aktuellen Trends der einzelnen Funktionsgruppen unmittelbar zu erfassen. Ampelfarben geben Aufschluss über den jeweiligen Status. Sind alle Felder grün, befinden sich alle Parameter und Schwellenwerte im Normbereich. Befindet sich ein Parameter nicht im vorgegebenen Toleranzfenster, verändert sich die Displayfarbe nach Gelb. Ein Klick genügt, um die Ursache für die Trendänderung zu ermitteln und einzugreifen. Somit besteht die Chance, den Farbumschlag auf Rot und somit die Ausschussproduktion oder den Maschinenstillstand zu vermeiden.

Datensätze können zwischen Smartflow und Steuerung übertragen werden

Mit dem DRC 2030 TBM ist erstmals eine Multitouch-Unterstützung verfügbar. Der moderne Industrie-PC unterstützt die von Tablet und Smartphone geläufigen Funktionen und ermöglicht die komfortable, intuitive Bedienung. Durch Zweifingerbedienung wird zum Beispiel das Zoomen innerhalb von Diagrammen möglich. Außerdem lässt sich via Drag and Drop eine benutzerdefinierte Favoritenliste mit häufig verwendeten Seiten oder Maschinenablauf (Fx-Reihe) konfigurieren. Die so erstellten Datensätze können 1:1 in der Füllsimulation Smartflow geladen und zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls wieder zurück auf die Steuerung überspielt werden. Das Ergebnis ist eine schnelle und einfache Parameterfindung bei der Produktentwicklung. Das Bediengerät DRC2030 TBM ist somit das Bindeglied zwischen den Versuchen an der Spritzgießmaschine und der Parametereingabe in der Fließsimulation Smartflow.

Der 24-Zoll-Monitor ermöglicht eine großzügige und kompakte Darstellung. Prozesse, die vormals noch auf drei Seiten dargestellt wurden, finden auf einer Seite Platz. Durch die höhere Auflösung werden alle Informationen groß und leserlich dargestellt. Der PC befindet sich im Schaltschrank, das Operation-Panel ist damit deutlich schlanker. Weiterhin wichtig ist die strikte Trennung von Bedienung und Maschinenfunktion: Das sichert im Notfall auch einen Automatikbetrieb ohne Visualisierung.

Der Anwender erhält eine klare, aufgeräumte Benutzeroberfläche, die sich individuell an jede Anlage anpassen lässt. Die Multitouch Funktionen unterstützen den raschen Lerneffekt beim Maschinenbediener. Vereinfachte Vorgänge, wie das Ändern von Parametern oder das Erstellen von Prozessabläufen, steigern zudem die Bedienungsleistung.

Digitale Lösungen waren auch Thema auf der digitalen Hausmesse von Klöckner Desma Elastomertechnik im Oktober 2020.

sk