Sigma: Erste Schritte in Extrusionssimulation

11.10.2019

Eine inhomogene Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Polymers führt zum Verzug des Extrudats. (Foto: Sigma)

Eine inhomogene Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Polymers führt zum Verzug des Extrudats. (Foto: Sigma)

Die Temperaturverteilung im Extrusionswerkzeug sowie die Geometrie des Strömungskanals sind entscheidend für die Leistung eines Extrusionswerkzeuges und die Maßhaltigkeit des Extrudats. Aufbauend auf ihre Erfahrung in der thermischen und geometrischen Optimierung von Heiß- und Kaltkanalsystemen zeigt Sigma, Aachen, auf der K2019 erste Schritte in Richtung Extrusionssimulation mit Sigmasoft Virtual Molding.

Das Verhalten des Polymers innerhalb eines Extrusionswerkzeuges ist vergleichbar mit dem Fließverhalten innerhalb eines Heißkanals im Thermoplast-, oder eines Kaltkanals im Elastomerspritzguss. Im Extrusionswerkzeug haben die Temperaturverteilung innerhalb des Werkzeugstahls und die Geometrie des Strömungskanals einen entscheidenden Einfluss auf das resultierende Fließverhalten. Die Simulation hilft bei der Identifikation von Totwassergebieten, zu langen Verweilzeiten oder großen Druckverlusten schon bevor das Werkzeug gebaut wird. Auf diese Weise werden Werkzeugänderungskosten und umfangreiche Trial-and-Error-Versuche an der Anlage zur Ermittlung der optimalen Konfiguration reduziert. Die Entwicklung neuer Extrusionslinien wird so schneller, günstiger und planbar.

Erste Testreihen zeigen, dass insbesondere mit Sigmasoft Autonomous Optimization die Strömungskanäle von Extrusionswerkzeugen innerhalb einiger Stunden automatisch optimiert werden. Dadurch wird die Qualität des Extrudats signifikant verbessert. Dazu erfolgt innerhalb der Software die Festlegung geometrischer Freiheitsgrade für den Strömungskanal des Extrusionswerkzeuges. Die Software ermittelt anschließend autonom die ideale Geometrie, um ein maßhaltiges Extrudat herzustellen.

„Aktuell auf dem Markt verfügbare Software hilft bei der Berechnung der Temperaturverteilung im Werkzeug. Mit Hilfe unserer Software und der enthaltenen Virtuellen DoE haben Anwender jedoch auch die Möglichkeit, ihre Extrusionswerkzeuge automatisch zu optimieren. So finden sie eine Geometrie, die eine Extrusion mit homogenen Geschwindigkeiten über dem Querschnitt ermöglicht“, erklärt Timo Gebauer, Technischer Leiter des Unternehmens. Mit dem im Extrusionswerkzeug optimierten Geschwindigkeitsprofil wird die Verformung beim Austritt minimiert.

www.sigmasoft.de

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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