Kritischen Kühlungbereich berechnen

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    • Kritischen Kühlungbereich berechnen

      Hallo,
      Ich bitte um Eure Hilfe bei der Suche nach Antworten auf eine ohnehin nicht untypische Frage:
      Kühlzeitberechnungen gehen immer von Mittelwerten aus - mittlere Wandstärke, mittlerer Kühlungsabstand usw.
      Es gibt aber Bereiche im Werkzeug, die offenkundig kritisch sind - das sind dann ja die, die am Ende die Kühlzeit bestimmen.
      Nehmen wir hier mal den typischen Schraubdom an - 6mm Außen, 2mm Bohrung und diese ist dann 16mm lang.
      Gibts ein Tool mit dem man diesen Bereich rechnen kann?
      Was unsere Jungs machen ist Kühlaufwand dort zu investieren wos gut möglich ist, wobei das Potential eben wegen der kritischen Bereich dann nie erreicht werden wird.
      Ich suche also eine Lösung hier mehr Ausgewogenheit zu finden.

      Dazu habe ich in Erinnerung, dass der Erfinder der Impulskühlung (aus Schweinfurt) so ein Rechenmodell hatte.

      Danke für die HIlfe,
      Karl
    • Behrens schrieb:

      K.S. schrieb:

      Schraubdom an - 6mm Außen, 2mm Bohrung und diese ist dann 16mm lang
      Verstehe ich richtig: Es geht um einen 2mm-Kern 16 mm lang?
      Hallo Herr Behrens,


      Korrekt. Ich verwende den Schraubdom als Synonym das Jeder kennt. Ableitungen daraus kann man dann ja treffen.

      Im aktuellen Fall haben wir ein PA6 GF15 Teil mit 4mm Wandstärke wo man ordentlich Kühlung rein bekommt.
      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.
      Und der Bereich liegt so in der Teilegeometrie, dass der generierte Verzug auch noch kritisch wird.
    • Die klassische Kühlzeitberechnung über Mittelwerte ist immer stark fehlerbehaftet. Es gibt Kunststoffe aus der gleichen Materialgruppe, die unterschiedliche thermische Eigenschaften haben. So ist ein PP nicht gleich wie ein anderes PP. Das eine PP bildet z.B. weniger Kristalle während der Kühlphase, das andere PP jedoch mehr Kristalle bildet und braucht dadurch deutlich mehr Kühlzeit. Dann kommt noch hinzu, dass die Kühlzeit auch von der Kühlgeometrie abhängig ist. Sind die Abstände hoch, braucht die Wärme sehr lange bis sie am Wasser ankommt. Ist der Abstand kurz, geht es deutlich schneller. Weiterhin ist die Wandstärke des Artikels auch ausschlaggebend.

      In deinem konkreten Fall ist nicht nur die Zykluszeit entscheidend, sondern auch der Verzug. Aus der üblichen Skalierung in alle Raumrichtungen, werdet ihr deutliche Probleme kriegen. Der Verzug wird durch die Fasern und das Abkühlverhalten bestimmt. Da ist eine Simulation notwendig, die auch die Kühlung mit berücksichtigt. Ansonsten sind zahlreiche Iterationsschleifen notwendig, die ins Geld gehen und Zeit kosten.

      Hinzu kommt noch der kritische Bereich des ungekühlten Stifts im Schraubdom. Wird da die Wärme nicht zügig wegtransportiert, erfährt dieser Stift einen thermischen Schaden und muss regelmäßig getauscht werden.
    • @Behrens: nein, keine Entnahme
      @1u21: Soweit bekannt, wobei wie bereits erwähnt der Schraubdom nur als synonym gelten soll.
      @03 1010: wenn ich deine worst case Betrachtung "volle Wandstärke" nehme, dann hat der hat der Kern bei ersten Schuss die innere Entformtemperatur und baut bis zum nächsten Schuss ein klein wenig ab. Am Ende steht in der Energiebilanz dennoch ein + bis - wenns blöd hergeht - annähernd Schmelzetemperatur, oder?
    • Da es ein konkretes Bauteil gibt würde ich hier auch die Simulation befragen. Und zwar in mehreren Etapen.
      Wie würde das Bauteil ausfallen wenn das Werkzeug ideal, überall gleichmäßig warm ist und bleibt?
      Welchen Einfluß hat das Füllen und die Fasern darauf?
      Welcher Werkzeugbereich wird überhaupt am wärmsten?
      Wo könnte man wie eine Kühlung hinlegen und bringt die dort auch was?
      .....
      Ganz am Ende dann eine Berechnung mit dem kompletten Werkzeug und sovielen Zyklen das ein thermisches Gleichgewicht herscht.
      Das aufteilen der Rechjung in mehrere Schritte erzeugt mehr Wissen über das Bauteil und läuft paralell zur Werkzeugkonstruktion. Es muss richtig Hand in Hand gehen dann wird das Werkzeug billiger und der Konstruktionsaufwand geringer obwohl man mehr berechnet.
      Es ist sogar möglich Varianten automatisch zu erzeugen und automatisch zu berechnen. Grafiken zeigen dann die Wirkung der verschiedenen Einzelmaßnahmen. Außerdem läßt sich der Kostenfaktor mit in die Auswertung einbeziehen.
      Sigmasoft bietet hier sehr viel. Andere vielleicht auch, aber die kenne ich nicht.
    • K.S. schrieb:

      @03 1010: wenn ich deine worst case Betrachtung "volle Wandstärke" nehme, dann hat der hat der Kern bei ersten Schuss die innere Entformtemperatur und baut bis zum nächsten Schuss ein klein wenig ab. Am Ende steht in der Energiebilanz dennoch ein + bis - wenns blöd hergeht - annähernd Schmelzetemperatur, oder?
      Ist nur eine ganz grobe Vereinfachung für "Handrechenmodelle" (Faustformel), nichts für Simulation oder numerische Rechenmodelle.
      Die Erhöhung der Wandtemperatur wird dabei nicht betrachtet, man geht von quasikonstanter Werkzeugtemperatur aus.
    • K.S. schrieb:

      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.
      Kleinen Kernen, oder wie hier in diesem Fall dieser Klinge kann durch "Kühldusche mit Eisluft" (erzeugt mit Aircooler) schlagartig die Wärme entzogen werden. Nach meiner Erfahrung reichen Blaszeiten im 0,.. sec-Bereich bei offenenm Werkzeug ... schon gute Erfahrung damit gemacht :thumbsup:
      Hier ein Beispiel solcher Düse ... es gibt mehrere Anbieter solcher "Eislufterzeuger-Druckluft düsen" contorion.de/gartenbau-landsch…hsEAYYAiABEgK_xfD_BwE:G:s
      Kunststoff-Spritzguss: 50 Jahre technischer Fortschritt, jedoch: Die Fehlerbilder sind geblieben!
    • Behrens schrieb:

      K.S. schrieb:

      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.
      Kleinen Kernen, oder wie hier in diesem Fall dieser Klinge kann durch "Kühldusche mit Eisluft" (erzeugt mit Aircooler) schlagartig die Wärme entzogen werden. Nach meiner Erfahrung reichen Blaszeiten im 0,.. sec-Bereich bei offenenm Werkzeug ... schon gute Erfahrung damit gemacht :thumbsup: Hier ein Beispiel solcher Düse ... es gibt mehrere Anbieter solcher "Eislufterzeuger-Druckluft düsen" contorion.de/gartenbau-landsch…hsEAYYAiABEgK_xfD_BwE:G:s
      Ah ja, daran hatte ich in meiner Not gar nicht mehr gedacht - Dankeschön fürs aufwecken sozusagen :huh:
    • Behrens schrieb:

      K.S. schrieb:

      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.
      Kleinen Kernen, oder wie hier in diesem Fall dieser Klinge kann durch "Kühldusche mit Eisluft" (erzeugt mit Aircooler) schlagartig die Wärme entzogen werden. Nach meiner Erfahrung reichen Blaszeiten im 0,.. sec-Bereich bei offenenm Werkzeug ... schon gute Erfahrung damit gemacht :thumbsup: Hier ein Beispiel solcher Düse ... es gibt mehrere Anbieter solcher "Eislufterzeuger-Druckluft düsen" contorion.de/gartenbau-landsch…hsEAYYAiABEgK_xfD_BwE:G:s
      Bitte nicht. In dem Bereich wird die amorphe Randschicht noch stärker als gut ist und der Verbund wird noch schlechter. Sinnvoller ist es die Klinge auf der Gegenseite zu klemmen und die Klemmbacken zu temperieren. Die führen deutlich mehr Wärme ab und verkleinern die amorphe Randschicht.
    • ParameterJongleur schrieb:

      David schrieb:

      Man könnte auch Mouldmax Einsätze einsetzen falls das überhaupt relevant ist und es hier nicht rein um die Berechnung an sich geht
      "Cooling Systems" bietet auch so kleine Kerne an, die mit einer speziellen Kühlung arbeiten. In wie weit man das mit welchem Programm silmulieren kann, das weiss sicher @1u21
      Du meinst wohl die Firma "Stemke Cooling Systems". Ja, damit lassen sich solch kleine Einsätze kühlen. Nachteil ist einfach nur der immense Wartungsaufwand und die dazugehörigen Temperiergeräte dürfen nur geschulte Personen bedienen bzw. warten. Immerhin lassen sich damit die Temperaturen so steuern, dass die amorphe Randschicht klein bleibt. Simulieren lassen sich die Dinger mit allen Spritzgusssimulationsprogrammen. Ist kein Thema.

      In einen Kern mit 2mm Durchmesser kriegt man übrigens noch locker Wasser rein. Man muss nur wissen wie.
    • 1u21 schrieb:

      Bitte nicht. In dem Bereich wird die amorphe Randschicht noch stärker als gut ist und der Verbund wird noch schlechter.
      Die "Klinge" soll ja nicht "vereist werden! über die Blaszeit lässt sich eine "Temperierung" (Wärmeabfuhr) bestimmen.
      Kunststoff-Spritzguss: 50 Jahre technischer Fortschritt, jedoch: Die Fehlerbilder sind geblieben!
    • Behrens schrieb:

      1u21 schrieb:

      Bitte nicht. In dem Bereich wird die amorphe Randschicht noch stärker als gut ist und der Verbund wird noch schlechter.
      Die "Klinge" soll ja nicht "vereist werden! über die Blaszeit lässt sich eine "Temperierung" (Wärmeabfuhr) bestimmen.
      Da müsste nun bekannt sein, wie viel Masse die Klinge hat. Ist es eine Rasierklinge, ist der Effekt nicht wirklich da. Eine ordentliche Messerklinge macht sich bemerkbar.
    • 1u21 schrieb:

      Da müsste nun bekannt sein, wie viel Masse die Klinge hat. Ist es eine Rasierklinge, ist der Effekt nicht wirklich da. Eine ordentliche Messerklinge macht sich bemerkbar.

      K.S. schrieb:

      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.
      Kunststoff-Spritzguss: 50 Jahre technischer Fortschritt, jedoch: Die Fehlerbilder sind geblieben!
    • Behrens schrieb:

      1u21 schrieb:

      Da müsste nun bekannt sein, wie viel Masse die Klinge hat. Ist es eine Rasierklinge, ist der Effekt nicht wirklich da. Eine ordentliche Messerklinge macht sich bemerkbar.

      K.S. schrieb:

      Nur in einem Bereich steht eine 1mm Klinge auf 8mm Länge 4mm tief im Teil.

      Danke. Hab das komplett überlesen.
      In dem Fall ist die thermische Masse nicht wirklich hoch und es macht kaum einen Unterschied aus.