Die am IWK entwickelte Optimierungsroutine schafft eine neue Grundlage für die zuverlässige Auslegung und Gewichtsoptimierung von kurzfaserverstärkten Spritzgussbauteilen.
Aufgrund der in Bild 1 dargestellten starken Wechselwirkungen zwischen Bauteil, Geometrie, Werkstoff und Herstellungsprozess, sind die Einflussgrössen bei Spritzgussbauteilen schwer voneinander trennbar und müssen für eine zuverlässige Dimensionierung stets geschlossen betrachtet werden. Dies erfordert eine verknüpfte Betrachtung von Füll- und Struktursimulation, welche dank der Python Schnittstelle von Ansys und CADMould neu auch automatisiert möglich ist.
Die entwickelte Optimierungsroutine (Bild 2) basiert auf einem parametrisierten CADModell und wird in Opti-Slang, dem Optimierungstool von Ansys, betrieben. Über Python-Codes werden die Designvariablen der einzelnen Einflussgrössen variiert, Zwischenergebnisse weitergeleitet und die Zielgrössen des aktuellen Designs bewertet. Somit wird aus über 100 Designs automatisiert das Optimale eruiert und die Erfüllung von Tragsicherheit und Herstellbarkeit weiterhin gewährleistet.
Am Beispiel einer kurzfaserverstärkten Profilaufnahme (Bild 3) hat die Optimierungsroutine mit einer Gewichtsreduktion von 25% ihr Potenzial deutlich aufgezeigt. Dank der parallelen Berechnung mehrerer Designs ist auch der Zeitaufwand überschaubar, so dass sich die Routine sorglos in bestehende Entwicklungsprozesse integrieren lässt.
In Zusammenarbeit mit CADFEM AG und SIMCON GmbH
Ein detaillierter Beitrag zum Projekt ist in der KunststoffXtra-Ausgabe vom Juni 2024 erschienen. Hier geht es zum PDF des Beitrags.
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