Spritzguss: Präzise simulieren – Fehler vemeiden

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on xing
Share on whatsapp
Share on email
Share on print

Die BASF hat für die Simulation von Spritzguss-Bauteilen in der Anwendung ein neues Modul im Angebot. Das Simulationswerkzeug Ultrasim ist bereits seit Längerem in der Lage, genaue Berechnungen über das anisotrope mechanische Verhalten von fasergefüllten Kunststoffen nach der Herstellung im Spritzguss-Prozess zu machen. Nun kommt ein weiterer Service hinzu.

basf_ultrasim_therm_verformung

Die BASF hat für die Simulation von Spritzguss-Bauteilen in der Anwendung ein neues Modul im Angebot. Das Simulationswerkzeug Ultrasim ist bereits seit Längerem in der Lage, genaue Berechnungen über das anisotrope mechanische Verhalten von fasergefüllten Kunststoffen nach der Herstellung im Spritzguss-Prozess zu machen. Nun kommt ein weiterer Service hinzu: Dank eines thermomechanischen Modells für faserverstärkte, thermoplastische Kunststoffe lassen sich präzise Vorhersagen zur temperaturabhängigen Verformung simulieren.

Kunden können nun bereits in der Entwicklungsphase von Bauteilen mögliche Schwachstellen virtuell erkennen und vor der Serienfertigung vermeiden. Das neue Modul berücksichtigt das komplexe thermomechanische Materialverhalten, den Einfluss der anisotropen Faserorientierung sowie Temperaturverteilungen und -änderungen im Bauteil.

„Bereits in der frühen Entwicklungsphase ist es zwingend erforderlich, detaillierte Prognosen für das Endprodukt zu treffen“ sagt Andreas Wonisch, Simulationsexperte bei BASF. „Gerade bei leistungsfähigen Kunststoffen, die im Automobil zur Verwendung kommen und immensen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind, müssen mögliche Veränderungen vorausgesehen werden.“

Fasergefüllte Kunststoffe verhalten sich thermomechanisch sehr komplex. Unter thermischer Last kann es zu unerwünschten Verformungen kommen, die von der lokalen Temperatur und Faserorientierung im Bauteil abhängig sind. Insbesondere bei E&E-Bauteilen mit integrierten Schaltelementen ist dies sehr kritisch. Die hochsensible Elektronik darf keinen Schaden nehmen. Eine exakte Vorhersage der thermischen Verformung durch vorherige Simulation mit Ultrasim spart somit Zeit und Geld im Entwicklungsprozess.

Integrativer Simulationsansatz

Durch umfangreiche Messungen direkt am Material sowie an spritzgegossenen Prüfkörpern bietet Ultrasim eine umfassende Materialcharakterisierung über den kompletten Temperaturbereich. Es wird nicht nur eine einzelne Temperatur simuliert, sondern es besteht die Möglichkeit, bei verschiedenen Anwendungen die typische Temperaturbelastung von -40 bis 150°C nachzurechnen. Dabei wird der Einfluss der Faserorientierung im Bauteil, die zu einem anisotropen thermomechanischen Verhalten führt, durch Integration der Prozesssimulation berücksichtigt.

So lässt sich eine vollständige, temperaturabhängige Modellierung unter Berücksichtigung der rheologischen und thermischen Eigenschaften sowie der Faserorientierung aus dem Spritzguss-Prozess darstellen. Fehler am Bauteil werden somit frühzeitig erkannt und vermieden. Die BASF verwendet das Rechenmodell bereits bei einer Vielzahl von Anwendungen, hauptsächlich für die Automobilindustrie.

Automobilhersteller profitieren von exakten Simulationen

Die Automobilbranche steht mit dem Thema Elektromobilität vor großen Herausforderungen. Neue und innovative Bauteile werden entwickelt, die hochempfindliche Leiterbahnen, Sensoren oder Platinen schützen müssen. Bei gravierenden Temperaturunterschieden sollten keine Verformungen der Bauteile und somit eine Beschädigung der Elektronik eintreten. In verschiedenen Kundenprojekten, wie zum Beispiel einer Steuerungselektronik, war das neue Ultrasim-Modul bei unterschiedlichen Parametern bereits erfolgreich. Die thermische Ausdehnungssimulation bei Gehäusen elektronischer Steuergeräte (ECU’s) zeigte eine sehr gute Übereinstimmung über den gesamten untersuchten Temperaturbereich. Weitere Einsatzmöglichkeiten des Simulationstools wären unter anderem Kunststoffkomponenten in Scheinwerfern, in denen umfangreiche Leistungselektronik eingesetzt und die Wärmeabfuhr zum Tragen kommt.

Bild: BASF hat bei der Simulation von Spritzguss-Bauteilen in der Anwendung ein neues Modul im Angebot. Dank eines thermomechanischen Modells für faserverstärkte, thermoplastische Kunststoffe lassen sich präzise Vorhersagen zur temperaturabhängigen Verformung simulieren. 

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on xing
XING
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
E-Mail
Share on print
Drucken
Werbung

Redaktionsbrief

Tragen Sie sich zu unserem Redaktionsbrief ein, um auf dem Laufenden zu bleiben.

Oft gelesen

Noch keine Daten vorhanden.

Aktuelle Ausgabe

Topthema: Multiphysik-Simulation macht Windkraftanlagen sicherer

Analyse von Blitzeinschlägen

Mehr erfahren

Entdecken Sie weitere Magazine

Schön, dass Sie sich auch für weitere Fachmagazine unseres Verlages interessieren.

Unsere Fachtitel beleuchten viele Aspekte der Digitalen Transformation entlang der Wertschöpfungskette und sprechen damit unterschiedliche Leserzielgruppen an.