12.04.2013

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Simcon: Optimierung des Temperiersystems mit "Varimos" macht medizinische Bauteile rund

Das Software-Unternehmen Simcon kunsttofftechnische Software GmbH hat mit "Varimos" (Virtual And Real Injection Moulding Optimisation System) ein neues Konzept der automatischen Variantensimulation zur vollständigen Kunststoff-System-Optimierung entwickelt. Einzigartig für eine "Varimos"-Optimierung sei, dass Qualitätsmerkmale und Einflussgrößen als konkrete Zahlenwerte in das System eingegeben werden. Qualitätsmerkmale können dabei sowohl geometrische Merkmale wie Längen mit ihren Toleranzen als auch wirtschaftliche Merkmale wie die Zykluszeit sein.

Neben den Qualitätsmerkmalen können auch die verschiedenen Einflussgrößen und deren Variationsbreite in die Software eingegeben werden. Die Einflussgrößen sind diejenigen Parameter, die die Qualitätsmerkmale beeinflussen. Einflussgrößen sind z.B. Kühlmitteltemperaturen, Nachdruckprofil oder Nachdruckzeit mit unteren und oberen Grenzen. Zusätzlich können sogar geometrische Einflussgrößen als Parameter variiert werden, wie z.B. die lokale Wanddickenverteilung und Anspritz- und Rippenpositionen. Dies soll dem Anwender ermöglichen, die betrachteten Merkmale zu verfolgen und automatisch zu optimieren.

"Varimos" benutzt laut Hersteller eine speziell auf die Entwicklung von Kunststoffbauteilen angepasste Form der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments - DOE), um die Abhängigkeit von Qualitätsmerkmalen von ihren Einflussgrößen zu beschreiben.

Insbesondere hebt der Anbieter hervor, dass "Varimos"
• automatisch die notwendigen Simulationsvarianten simuliert,
• die Abhängigkeiten der Qualitätsmerkmale von den variierten Einflussgrößen erkennt und
• selbständig die optimale Kombination findet, um alle gewünschten Qualitätsmerkmale zu erreichen.

Optimierung der Rundheit von Einweg-Spritzen
Bisher hält laut Simcon der Einsatz der Simulation in der Entwicklung von medizinischen Bauteilen wie Einweg-Spritzen nur schleppend Einzug, obwohl die Anforderungen an Konstrukteure, Werkzeugbauer und Produzenten sehr hoch seien: Es werden hohe Stückzahlen unter Reinraumbedingungen gefordert, wobei gleichzeitig die Auswahl möglicher Polymere aufgrund der Zertifizierung und Toleranzvorgaben im Hundertstel Millimeter Bereich begrenzt ist.

Bei einem Einweg-Spritzen-Projekt sei durch den Einsatz von "Varimos" bewiesen worden, dass die Rundheiten des Artikels in der Mitte und am Ende des Fließweges allein mit einer Variation der Prozessparameter nicht erreicht werden können. Eine Änderung der Kühlmitteltemperatur wirkte sich zwar auf die Rundheit aus, aber in der Mitte des Artikels in entgegengesetzter Weise wie am Fließende. Daher sei eine Entkopplung der konkurrierenden Qualitätsmerkmale (Rundheiten) des Artikels von denselben Einflussparametern notwendig. Dazu wurde das Kühlsystem angepasst, indem zwei Sprudler in den Temperierkreislauf am Zylinderende eingebracht wurden, um dort die Rundheit entkoppelt beeinflussen zu können.

Die "Varimos"-Optimierung habe somit den Beweis erbracht, dass die beiden wichtigen Qualitätsmerkmale Rundheit im mittleren Bereich und Rundheit am Fließwegende mit dem optimierten Kühlsystem erfüllt werden können.

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