Das Average-Curing-Speed-Modell (Bild SIGMA Engineering GmbH)
07.07.2022 Den Einfluss der Vulkanisation auf das mechanische Verhalten von spritzgegossenen Elastomerformteilen simulieren
Die Prozesssimulation ist eine bewährte Technologie, um Kosten und Zeit auf dem Weg von der ersten Idee bis zur Massenproduktion zu verkürzen. Ein neuartiges Messverfahren, gepaart mit einem neuen Modell in SIGMASOFT®, machen es jetzt möglich, die Genauigkeit einer FEM-Analyse von hochwertigen Elastomerprodukten zu erhöhen.
Der Schlüssel zu kosteneffizienten, hochwertigen Elastomerprodukten ist nicht nur das Verständnis des gesamten Produktionsprozesses. Produktion und Nutzung erfordern zwei getrennte Sichtweisen auf das Produkt. Dies wird durch zwei unterschiedliche Simulationsansätze repräsentiert: Prozesssimulation und Strukturanalyse. Die Ergebnisse der Prozesssimulation machen keine Aussage zu den mechanischen Eigenschaften des produzierten Teils. Dies führt i.d.R. dazu, dass für die Simulation der Bauteileigenschaften homogene mechanische Parameter angenommen werden, was aber stark vereinfacht ist und die erreichbare Genauigkeit einschränkt.
Experimente haben gezeigt, dass zwei Prozessfaktoren die mechanischen Eigenschaften dominieren, nämlich der Vernetzungsgrad und die durchschnittliche Vernetzungsgeschwindigkeit. Daher können ortsgenaue mechanische Eigenschaften für die High-End-Strukturanalyse nur aus einer vorangegangenen Prozesssimulation gewonnen werden. Ein neuartiges Messverfahren sowie ein neues Modell, das die Prozessbedingungen und die mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils miteinander in Beziehung setzt, und der erforderliche Anpassungsalgorithmus für die erforderlichen Materialparameter setzen hier an. Die Berechnung des Aushärtegrades, der mittleren Aushärtegeschwindigkeit und der gewünschten mechanischen Parameter für die Strukturanalyse sind nahtlos in SIGMASOFT® integriert.
Das in Kooperation mit dem Polymer Competence Center Leoben entstandene Paper „Intergrative Simulation des mechanischen Verhaltens von Spritzgießbauteilen“ zeigt, dass der Produktionsprozess erheblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils hat. Es werden nicht nur Einblicke in die experimentelle Strategie und Messungen aufgezeigt, sondern auch darüber, wie der Zusammenhang zwischen dem Produktionsprozess und den endgültigen Eigenschaften hergestellt wird. Darüber hinaus wird ein neuartiger Ansatz zur Modellierung der mechanischen Eigenschaften der fertigen Formteile vorgestellt.
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