Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Sigma Engineering: Mehr Verständnis für Interaktionen komplexer Prozesse

Reduzierte Handhabungszeit zwischen den Zyklen ist nicht immer die Lösung zu kürzerer Zykluszeit, da die Werkzeugtemperatur – und damit die Kühlzeit – steigt. (Abb.: Sigma Engineering)

Reduzierte Handhabungszeit zwischen den Zyklen ist nicht immer die Lösung zu kürzerer Zykluszeit, da die Werkzeugtemperatur – und damit die Kühlzeit – steigt. (Abb.: Sigma Engineering)

Das Spritzgießen ist ein komplexer Prozess, in dem viele Faktoren interagieren und sich gegenseitig beeinflussen. Die Änderung eines Parameters kann unvorhergesehene Auswirkungen auf den kompletten Prozess haben und die Zykluszeit steigt ohne klaren Grund.

In diesem Fall kann die Optimierung an der Maschine zu einem blinden Trial-and-Error-Ansatz werden. Diesen Mangel an Verständnis hilft Sigmasoft Virtual Molding zu beheben. Die Software der Sigma Engineering GmbH, Aachen, die wie eine virtuelle Spritzgießmaschine arbeitet, reproduziert akkurat alle Effekte im Werkzeug. Sie ermöglicht dem Verarbeiter auf diese Weise ein tiefgehendes Verständnis der einzelnen Effekte und ihrer Zusammenhänge. Außerdem erschließt sich deren Einfluss auf den Prozess und die Produktionskosten des Bauteils.

Ein Beispiel ist die Bestimmung der Zeit zwischen den Spritzgießzyklen. Als generelle Regel kann akzeptiert werden, dass eine Reduzierung der Handhabungszeiten auch eine Reduzierung der Zykluszeit bewirkt. Die Abbildung zeigt jedoch, dass die verkürzte Zeit, in der das Werkzeug offen steht, auch die Wärmeabgabe an die Umgebung reduziert. Im Beispiel wurde die Handhabungszeit um 7 s gekürzt, was in einer höheren Werkzeugtemperatur zu Beginn des nächsten Zyklus resultiert.

Diese Hot Spots im Werkzeug bewirken wiederum eine längere Kühlzeit für das Bauteil. Eine Reduzierung der Handhabungszeit um 7 s wirkt zwar auf die Gesamtzykluszeit positiv, führt jedoch nicht zu einer 7 s kürzeren Gesamtzeit. Im vorliegenden Beispiel wurde die Kühlzeit des Bauteils um 2 s verlängert. Die tatsächliche Zykluszeitverkürzung betrug also nur 5 s. Um die minimal mögliche Zykluszeit zu finden, sind weitere Iterationen in der Simulation nötig, damit das optimale Verhältnis von Öffnungs- zu Kühlzeiten gefunden wird.

Die Wechselwirkungen der zwei betrachteten Parameter geben nur einen kleinen Einblick in die Faktoren, die für das Prozessfenster im Spritzgießen eine Rolle spielen. Sie illustrieren jedoch, wie die Simulations-Software helfen kann, ein tiefgehendes Prozessverständnis zu erlangen und die optimalen Prozesseinstellungen zu finden.

www.sigmasoft.de

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