Bauteile optimiert, kosteneffizient und formstabil - mit SmartDO!

Ihr Ziel ist es ein optimales, kosteneffizientes und formstabiles Bauteil mittels Spritzgusses herzustellen? Außerdem möchten Sie mehr über die zahlreichen Einstellungs- und Einsatzmöglichkeiten hinsichtlich Schaumspritzguss erfahren? Dann haben wir das IDEALE Werkzeug für Sie, um genau dies zu realisieren: ‚SmartDO‘!…

Im ersten Teil unseres Artikels haben wir gezeigt, wie man bei einer Waschmaschinenblende mit Hilfe von SmartDO eine Gewichtsreduzierung von 16 %, ohne Beeinträchtigung des mechanischen Verhaltens, schnell verwirklichen kann. Das war sozusagen der erste Schritt. Heute erfahren Sie, wie Sie im nächsten Schritt der Herstellungskette noch weitere Prozessoptimierungen erreichen können.
Das Spritzgießen ist ein ideales Herstellungsverfahren, wenn es um die Produktion von Kunststoffblenden, geht – nämlich schnell und produktiv. Es gibt jedoch unterschiedlichste Parameter, die sich sowohl auf die Fertigung als auch auf die Qualität des Bauteils auswirken können. Zum Beispiel beeinflusst die Einspritzgeschwindigkeit die Füllzeit des Bauteils und führt zu einem unterschiedlichen Einspritzdruck. Dabei ist die häufigste Frage: „kann die Spritzgießmaschine der hohen Einspritzgeschwindigkeit standhalten, ohne deren Druckgrenze zu erreichen?" Eine noch größere Herausforderung entsteht, wenn man weitere Faktoren, wie z.B. die Schmelze- und Wärmetemperatur, etc. hinzufügt!
Und dies ist nicht die einzige Herausforderung beim Spritzgießen. Abhängig von den Kunststoffeigenschaften, dem Design, der Werkezugauslegung und der Prozesssteuerung, können Bauteile sowohl Verzug als auch Schwindung aufweisen. Die Kunststoffblende sollte an einer Stelle mit einer engen Durchbiegungstoleranz montiert werden. Ein gut konzipiertes Kühlsystem und eine gute Prozesssteuerung können Verzug und Schwindung minimieren, was beim traditionellen Spritzguss üblich ist. Jedoch bedarf es noch einiges mehr – eine Technik, die über die traditionelle Herangehensweise hinausgeht – das sogenannte ‚Schaumspritzgießen‘ ist dann das Mittel der Wahl.

Anders als beim traditionellen Spritzgießen, wird beim Schaumspritzgießen das Bauteil durch Gasblasen von innen verdichtet. Somit ist es zwar möglich Schwindung und Verzug am Bauteil drastisch zu reduzieren, jedoch steigt die Komplexität der Prozesssteuerung deutlich. Alle Prozessparameter sollten auf die Dosiermenge des Gases abgestimmt sein. Idealerweise müssen die Parameter optimal ausgewogen eingestellt sein, um hervorragende Ergebnisse zu erzielen. Das ist die Herausforderung, die viele Ingenieure sich täglich stellen müssen. In diesem Fall heißt die Lösung – schlicht und ergreifend - SmartDO!

Folgende Schlüsselparameter wirken sich auf die Bauteilqualität und Maschine aus: Füllzeit, Schmelztemperatur, Werkzeugtemperatur, VP-Schalter, Dosierung des Gases, Schäumungsdauer und Kühlzeit. Es ist essentiell hierfür die besten Einstellungen zu finden.

Jede Maschine hat ihre Grenzen, deshalb begrenzen wir den maximalen Einspritzdruck auf 100MPa und die maximale Schließkraft auf 180Ton. Damit die Blende problemlos montiert werden kann, sollte die Schwindung zwischen zwei Enden an der längsten Kante nicht mehr als 0,65% betragen.
Nach wie vor, lautet unsere Prämisse „der Leichtbau". Es gilt den bestmöglichen Parametersatz für das leichteste Bauteil mit den vorhandenen Einschränkungen für die Herstellung und Montage zu finden. Dies ist das oberstes Ziel.
Welche Ergebnisse konnten konkret bei unserem Beispiel erreicht werden? Durch Prozesssimulation und dessen Optimierung mit SmartDO konnte der optimale Parametersatz mit 10,6% Gewichtsreduzierung bei maximalem Einspritzdruck 78,3 MPa, maximaler Schließkraft 123,4 Tonnen und Schwindung 0,55% (alles innerhalb der Grenzen!) ermitteln werden.

Fazit aus diesem Beispiel ist, dass SmartDO über den gesamten Prozess hinweg eine Gewichtsreduzierung von 16% in der Design-Optimierungsphase sowie 10,6% bei der Prozess-Optimierung und somit insgesamt mehr als 25% Gewichtsreduzierung eingespart  wurde. 

Sollten Sie weitere Fragen zu SmartDO haben, kontaktieren Sie uns unter 0241 565 276-0 oder senden Sie eine Email an info@simpatec.com .