Berechnung des Faserbruchs in verschiedenen Phasen des Spritzgießprozesses

Das Spritzgießen ist das am weitesten verbreitete Fertigungsverfahren zur Herstellung komplexer Kunststoffteile und ist präzise und effizient. Wenn diese Kunststoffe mit Fasern, in der Regel Glas- oder Kohlenstofffasern, verstärkt werden, erhalten sie verbesserte mechanische Eigenschaften, wie z. B. eine höhere Steifigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilität. Beim Spritzgießen von FVK stellt der Faserbruch jedoch eine große Herausforderung dar, da er die Leistung des Endprodukts beeinträchtigen kann. Moldex3D bietet die Möglichkeit, den Faserbruch in verschiedenen Phasen, beginnend mit dem Schneckenzylinder, zu berechnen. So können Anwender den Faserbruch durch Anpassung der Prozessparameter gezielt reduzieren.

Faserbrüche treten vor allem in den verschiedenen Phasen des Spritzgießprozesses auf. Wenn das Material durch enge Anschnitte, Angüsse und Kavitäten fließt, werden die Fasern zusätzlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die zum Bruch führen. Bereiche wie Schneckenzylinder, Düsen und Angüsse sind aufgrund der intensiven Scher- und Dehnströmung kritische Stellen für den Faserabbau.

Die Verkürzung der Fasern während des Spritzgießens führt zu einer Reduzierung des Längenverhältnisses, was sich unmittelbar auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts auswirkt. Verkürzte Fasern bieten weniger Verstärkung, was zu einer geringeren Steifigkeit und Festigkeit führt. Ungleiche Faserlängen und -ausrichtungen verursachen ein ungleichmäßiges mechanisches Verhalten im gesamten Teil. Bei kritischen Anwendungen, wie z. B. in der Automobil- oder Luft- und Raumfahrtindustrie, kann es vorkommen, dass die strengen Anforderungen aufgrund einer verminderten Faserintegrität nicht erfüllt werden.

In Moldex3D ist es möglich, den Faserabbau im Prozess zu berücksichtigen und die Faserlängenverteilung in der Kavität im CAE-Modus oder im Maschinenmodus zu berechnen. In beiden Fällen kann gewählt werden, ob der Solver die Schnecke berücksichtigen soll oder nicht. Wird der schneckeninduzierte Faserbruch nicht ausgewählt, beginnen die Bruchberechnungen mit dem Anguss. Andererseits ist es möglich, diese Option im CAE-Modus zu wählen, und der Solver wird eine Schnecke mit einer bestimmten Länge berücksichtigen. Unten sehen Sie ein Beispiel einer Moldex3D Log-Datei für den Faserbruch einschließlich der Schnecke. Moldex3D verwendet das Phelps-Tucker Faserlängenmodell. Die Bruchparameter sind CD, CB und S. Der Benutzer hat die Möglichkeit, diese Parameter auf der Basis von Literatur oder eigenen Experimenten zu definieren oder die Standardeinstellungen der Software zu verwenden.