bombierte Formgeometrie zur Verzugsoptimierung

    • bombierte Formgeometrie zur Verzugsoptimierung

      Hallo zusammen,

      wir arbeiten im Moment, gemeinsam mit einigen europäischen Hochschulen, verstärkt an Projekten, in denen die, per Füllsimulation und Verzugsanalyse errechneten Ergebnisse, direkt negativ in der Form angebildet werden. Es werden sozusagen krumme Teile produziert, die dann später, durch den eigenen Verzug geradegezogen werden. Trotz vieler positiver Erfahrungen unsererseits und obwohl die Vorteile sicher die gängige Praxis eines gewaltsamen Geradeziehen verzogener Geometrien bei weitem überwiegen, so habe ich noch niemanden kennengelernt, der solche Werkzeuggeometrien in seiner eigenen Fertigung bereits einsetzt. Hat jemand von euch bereits Erfahrung mit dem Bombieren von Spritzwerkzeugen oder vielleicht sogar solche Werkzeuge im Betrieb?

      Gruss und einen schönen Abend

      Ingo

      P.S. Ich stimme allen Beteiligten bereits jetzt schon zu, die sagen wollen, dass es immer das beste ist Verzug weitestgehend zu vermeiden, und zwar schon in der Projetentwicklungsphase. Aber wie das in der Praxis aussieht, wisst ihr ja alle selbst. Ich habe noch niemanden gesehen, der einen Designer von VW dazu gebracht hat, der Kunststoffgerechtheit zuliebe sein künstlerisches Schaffen fertigungsgerecht zu optimieren. :)
      Das Gegenteil von Gut ist Gut gemeint
    • Hallo,

      wir haben es schon bei verschiednen Teilen versucht. Die vorherigen Berechnungen geben lediglich einen Richtwert. Bei einem Zylindrischen Bauteil(Schaltergriff E-Herd) mußten wir Rundlauf und Planschlag in engen Toleranzen halten. Ist schon ein paar Jahre her aber geschätzt 5-8 Optimierungen trotz vorheriger Berechnung. Kavität ist eiförmig und der Boden gewellt. In unseren Hauptgeschäft (Befestigungselemente) müssen wir fast täglich Formmaßmodelle erstellen die z.B. bei Rasthaken/Füße uder auch Anlageflächen gespreizt oder gewölbt sind.

      Alle Bemühungen werden von den Variablen "Spritzparameter, Mensch und Kunststoff" weitgehend zunichte gemacht. Hier treffen Theorie und Praxis aufeinander. Der Sieger heißt: ERFAHRUNG

      Gruß
      Geht nicht, gibt's nicht.
    • Servus,

      wir haben mehrere zylindrische Bauteile. Aus PP ist da kein Problem, bei PA6 GF30 - GF50 ist es da schon schwierger. Dem Verzug bzw der Unrundheit konnten wir nur mit einem ovalen Kern entgegen wirken und das nicht nur einmal.
      ..:: Gruß von Kuka ::..
      ..:: Alle sagten es geht nicht. Dann kam einer, der das nicht wusste, und tat es ::..
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    • Kuka schrieb:

      Servus,

      wir haben mehrere zylindrische Bauteile. Aus PP ist da kein Problem, bei PA6 GF30 - GF50 ist es da schon schwierger. Dem Verzug bzw der Unrundheit konnten wir nur mit einem ovalen Kern entgegen wirken und das nicht nur einmal.
      Hallo Kuka,

      habt ihr die Unrundheit vorher berechnet? Oder waren das Erfahrungswerte?

      @derda: Beim Faktor "Erfahrung gebe ich dir vollkommen recht. Und so sind unsere Jobs auch, Gott sei Dank, noch auf lange Zeit gesichert :)

      Gruß

      Ingo
      Das Gegenteil von Gut ist Gut gemeint
    • Hallo,

      wir haben bei einigen Teilen versucht die Berechnungen von Verzug und Schwindung im Werkzeug mit zu beruecksichtigen. Das Ergebnis war ernuechternd, obwohl jeweils ein Tetraedermodell berechnet worden ist. In manchen Bereichen hat noch nicht einaml die Tendenz gestimmt.
      Meiner Meinung nach ist hier (noch) die Erfahrung mehr wert als die Berechnung, insbesondere bei Verzug und Schwindung.

      Wenn moeglich arbeiten wir mit Aufmassen in kritischen Bereichen und korrigieren nach der ersten Musterung. Noch besser ist es, wenn Erfahrungen aus einem Prototypenwerkzeug vorliegen.

      Gruss,
      HK60
      Versuch macht kluch
    • Wie berechnet ihr den Umstand das die Form beim anfahren nicht die gewünschte Temperatur hat. Die Geräte haben 80 °C erreicht, und auch die Nester haben gemessene 80°C. Aber im laufer der Produktion wärmt sich die Form weiter auf. Und je nach Grösse kann es Stunden dauern bis sich die Form eingependelt hat. Und dann ziehen und schrumpfen die Artikel wieder anders.

      Soll keine Kritik sein, würde mich aber trotzdem interesieren. Wir haben uns bei einer Form für die Änderung der Wandstärke entschieden weil wir uns wahrscheinlich sonst totgemustert hätten.
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    • Hallo,

      habe mal gelernt das ein vorgeheiztes SPWZ, wenn die Temperierung richtig ausgelegt ist, nach ca. 40 Schuß im thermischen Gleichgewicht ist.

      D.h. die natürliche Schwankung der Temperatur auf Grund der zyklischen Energiezufuhr ist dann konstant.

      Bei uns sind die" ersten Teile" sog. Anfahrteile und werden für die Mühle produziert. Nach dem regranulieren sind so hübsch wie vorher.

      Wenn das Werkzeug wegen seiner Masse Stunden benötigt um einzupendeln ist vermutlich die Temperierung bescheiden. Ihr nutzt dann die gespeicherte Wärmeenergie um die Schwankungen zu bügeln. Mit einer effizenten, konturnahen Temperierung fange ich die Schwankung dort auf wo sie entsteht(am Formnest) und lasse sie nicht auf das ganze Werkzeug auslaufen.

      Da muß der Werkzeugkonstrukteur nicht mal viel rechnen, nur das Hirn einschalten und lieber ein paar Konstruktionelemente mehr erstellen.



      Gruß
      Geht nicht, gibt's nicht.
    • @Ingo

      Wedernoch, erst beim bemustern wurde die Unrundheit festgestellt und dann dem entsprechend mit viel Zeit und Mühe korrigiert.
      ..:: Gruß von Kuka ::..
      ..:: Alle sagten es geht nicht. Dann kam einer, der das nicht wusste, und tat es ::..
    • @ Kuka :

      gerade die nachträgliche Optimierung des Werkzeuges kostet manchmal Unmengen.Ich habe mal ein Beispiel als Bild unten angefügt.
      Das Werkzeug hat 9 Schieber und der Kunde hatte mit den Vorgängermodellen schon die " Nach-Bemusterungs-Korrektur-Variante" versucht und mit dieser praktisch das Werkzeug zweimal bauen müssen.
      Deshalb wollte er es mal auf einen Versuch ankommen lassen.
      Besonders anspruchsvoll war auch die Schweissgeometrie für den Deckel, der oben nachträglich aufgebracht wird. Der musste ebenfalls bombiert werden.
      Insgesamt waren es 8 Werkzeuge ( 4 Bögen und die zugehörigen Deckel). Das Messprotokoll kann ich bei Interesse gerne per PN zukommen lassen.

      @HK 60:

      falscher Verzug oder , noch schlimmer, sogar falsche Verzugsrichtung liegt zu 99% an Bedienfehlern der Software.
      Da ist zum Beispiel zu beachten dass:

      a) wirklich eine echte 3D-Simulation gerechnet wird. Es gibt nämlich auch eine Variante, bei der nur ein Oberflächennetz aufgelegt wird und die 3. Dimension sozusagen

      interpoliert. Das wird dann als 3D verkauft, geht aber oft in die Hose, weil eben das Volumen nur interpoliert wird und nicht wirklich gerechnet.

      b) Das Teil muss genügend fein vernetzt werden. Hier wird oft, zugunsten der Rechenzeit gespart. Man benötigt für eine gute 3D-Simulation mindestens 3 Tetraederschichten auf der

      Wanddicke des Bauteiles um zuverlässige Ergebnisse zu bekommen.

      c) Bei einer Bombierung muss immer Verzug UND Schwindung gemeinsam betrachtet werden. Manchmal wirkt die Schwindung dem Verzug nämlich ausgleichend entgegen, oder überwiegt diesen sogar, bis hin zur Richtungsumkehr.

      d) Nicht zu vergessen: Eingabefehler bei den Materialdatenbanken ( Zahlendreher usw.) Kommt immer wieder vor, sogar bei rennomierten Herstellern. Deshalb muss man unbedingt mehrere Alternativmaterialien zur Plausibilitätsprüfung rechnen.

      Wenn man sich aber an solche grundlegenen Regeln hält, und alles auf Herz und Nieren prüft, dann sind Verzugsergebnisse heutzutage sehr zuverlässig.
      Eins darf man auch nicht vernachlässigen. So eine Bombierungsgeschichte ist immer Teamarbeit, bei der die, oft vorhandene Erfahrung des Kunden mit ähnlichen Teilen nicht aussen vor bleiben darf. Wenn man sich dafür die von derda beschriebenen 5-8 optimierungen sparen kann, oder eben den Neubau des Werkzeuges, dann ist es sicher kein unnötiger Aufwand. :)

      @ Uziel: Ausser dem Argument dass das thermische Gleichgewicht nicht erst nach ein paar Stunden erreicht werden sollte, kann man noch anführen, dass bei hochglasfasergefüllten Kunststoffen (>30 Prozent) die Orientierung der Fasern zum grössten Teil verzugsbestimmend ist. Die Werkzeugtemperierung spielt da nicht mehr die grosse Rolle. Natürlich kann man durch ein gekühltes Werkzeug und ähnliche Dinge ein gerades Teil einfrieren, das erledigt sich aber spätestens nach einigen Wochen Lagerung, wenn das Teil dann wieder schön krummgeworden ist.(Wird heute nur nicht mehr so oft bemerkt, weil ja viele direkt ans Band liefern und die Teile dann schon verbaut sind, bevor sie eine Gelegenheit haben sich wieder in all ihrer Krummheit zu entfalten :P).
      Ich habe mal ein Bild angefügt zur Orientierung der Glasfasern in einem berechneten Bauteil.

      Gruß an alle

      Ingo
      Das Gegenteil von Gut ist Gut gemeint
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    • Ok. Das sehe ich ein. Ist denn der Artikel aus der Simulation eins zu eins mit dem Artikel aus der Serienform?
      Denn Theoretisch ist ja alles möglich. Berechnet ihr die idealsten Bedingungen ein oder gibt es Erfahrungswerte die ihr bei euren Berechnungen mit einbringt.
    • Hallo zusammen,

      wir haben schon Vergleichsmessungen zwischen errechneten Werten und Serienteile gemacht. Wenn man genug Zeit und Arbeit in die Berechnung steckt, ist das Ergebnis schon recht gut.

      Bei den 5.8 Änderungsschleifen handelte es sich um eine Zweifachform. Wir optimierten durch nacherodieren und div. Fließbremsen. Im Vergleich zu einer optimalen Berechnung incl. Vergleichsmaterialien sicherlich die günstigere Variante. Immerhin kommen da schnell mehrer hundert Rechnerstunden zusammen. Und das zum Anfang der Konstruktion wo nur eins wichtig ist==> möglichst schnell ein Teil auf dem Tisch liegen zu haben. Den Kunden interessiert die Berechung nicht, sondern nur iO Teile. Verzögerungen wegen mehrmaliger Berechnung werden in der Regel nicht akkzeptiert. (von den Kosten garnicht zu reden) Wenn er dann die schlechten Teile vorliegen hat ist plötzlich genug Zeit um die Arbeit sorgfältig zu machen.

      Nur einen Hacken hat die Sache: ein schlechtes Werkzeug ist und bleibt ein solches, jede Optimierung ist nur Kosmetik.

      So, nun hab ich mich wiedermal über den bösen Kunden ausgek.

      Gruß
      Geht nicht, gibt's nicht.
    • @ uziel: Wenn es sich um einen komplett neuen Artikel handelt, rechnen wir mit mittleren Werten, um den optimalen Prozess zu simulieren. Es macht ja keinen Sinn in dem Stadium den Artikel bereits mit z.B. überhöhten Massetemperaturen, einseitiger Werkzeugkühlung usw. zu "vergewaltigen". Man will ja sehen, was der Artikel an sich so hergibt und da ist es am sinnvollsten optzimale Umgebungsparameter vorzugeben. Aus meiner persönlichen Erfahrung hat sich ausserdem schon oft gezeigt, dass bei einer Abweichung von theoretischemund praktischem Ergebnis oft der Fehler in der Umsetzung steckt. ( mangelhafte Temperierung, Angußgeometrie weicht ab o.ä.).
      Wenn es ähnliche Artikel gibt, kann man alle relevanten Einzelparameter übernehmen, also zum Beispiel einzelnen Bereichen separate ( im bestehenden Werkzeug gemessene) Temperaturen zuweisen. Das war zum Beispiel bei dem obenstehenden Rohrbogen der Fall. Solche Erfahrungen sind meist schon irgendwo vorhanden. Man muss nur alle beteiligten Personen mal an einen Tisch bringen und zu Wort kommen lassen. Das sind eben solche Randbedingungen, die eine Simulation zu einem starken Optimierungsinstrument machen. Im Gegensatz zum oft gewohnten Knöpfchendrücken und Bunte-Bilder-Drucken. :P.

      @derda: Bei einfachen Artikeln macht es in der Tat oft keinen Sinn, theoretisch zu optimieren, wenn der Aufwand eines praktischen Ausprobierens wesentlich geringer ist. Eine Werkzeugkorrektur ist allerdings oft auch sehr aufwändig und ich habe noch kein Werkzeug gesehen, dass nach diversen Aufschweissrunden besser gelaufen wäre ( lach). Bei dem Rohrbogen waren es zum Vergleich etwa 40 Rechen- und Konstruktionsstunden an Optimierungsaufwand.

      LG und schönen Sonntag

      Ingo
      Das Gegenteil von Gut ist Gut gemeint
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    • Habt ihr mal versuche gemacht, der Artikel ist nun in Serie gegangen. Das WZ ist voll funktionsfähig. Habt ihr dann mal die Serienwerkzeugdaten für eure Simulation benutzt? Mich interessiert wie gross die Abweichung ist. Wenn es überhaupt Abweichungen gibt.
      Ihr merkt das ich noch nie vor einer Simulation gesessen habe. Vielleicht ist mir auch die Datenmenge die in die Simulation eingegeben werden muss nicht bewusst. Aber trotzdem finde ich das sehr interessant.
      Bei uns gibt es auch eine Simulation, doch die Ergebnisse sind kompletter Müll. Ich gehe mal davon aus das die Simulation nur so gut ist wie ihr Bediener......
      Na egal. Es scheint auch anders zu gehen.
      Wird die Simulation bei der Musterung mit neuen Daten gefüttert?
    • in dem Studienprojekt, das wir gerade durchführen werden die Serienteile dreidimensional gescannt und als Datensatz in die CAD-Umgebung eingelesen. Damit kann man die Daten direkt und in allen Bereichen mit den theoretisch errechneten vergleichen. Damit können wir für zahlreiche Referenzgeometrien bereits eine entsprechende Datenbank aufbauen, die den Arbeitsgang an ähnlichen Bauteilen entsprechende vereinfacht. Wenn ihr ein entsprechendes interessantes Teil habt kannst du dich gerne mal melden. Das Projekt wird von der EU gefördert und dementsprechend günstig bekommt ihr so umfangreiche Berechnungen und Vergleichsdaten.

      Der Normalfall ist eigentlich die Vermessung der Erstmuster und Gegenüberstellung mit den theoretisch errechneten Referenzmaßen. Das geschieht immer gemeinsam mit der QS des Kunden und schafft auf beiden Seiten Erfahrungspotential. Und so ganz als kleinen Nebeneffekt merken viele Kunden mit einem Mal, wie optimal ein Projekt ablaufen kann, wenn alle beteiligten Abteilungen miteinander kommunizieren.

      Gruß vom K-Messen-müden

      Ingo
      Das Gegenteil von Gut ist Gut gemeint
    • Wie bereits erwähnt, hier prallen Theorie und Praxis auf einander. Bei Glasfasermaterial ist es nicht so leich. Ich habe das Problem einigermassen gelöst, in dem ich langsamer eingespritzt habe, Dosiergeschwindigkeit reduziert und das Werkzeug richtig misshandelt (AS 90 Grad und DS kalt 10 Grad) .. erst danach hatte ich meine Platten einigermassen gerade bekommen.
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