Thermische Werkzeugauslegung mit FEM/FDM

Question 1

Klassische, iterative Werkzeugauslegung

Zielkonflikt

Answer 1

Angestrebte hohe Wärmeabfuhr bei gleichzeitiger homogener Oberflächentemperatur des Formteils.

Problem: Ristriktionen der Positionierung aufgrund von Einbauten!

Question 2

Schritte bei der Simulation für die thermische Werkzeugauslegung

Answer 2

1. Erstellung eines Temperierkanalkonzepts
2. Implementierung des Layouts in Simulationstools (z.B. Sigmasoft)
3. Durchführung der Simulation
   
   • Randbedingungen setzen
   • Materialkennwerte implementieren
   • Geplante Prozesszeiten vorgeben
4. Ergebnisinterpretation

⇒ Iteration und Anpassung des Temperierlayouts

Question 3

Schwierigkeiten beim Einsatz der Simulation

Answer 3

Herausforderungen:

• Wärmeübergangskoeffizienten oft nicht vollständig geklärt
• fehlende Materialdaten bei prozessrelevanten Bedingungen
• Unsicherheit bzgl. des Druckverlusts im Temperiersystem
• Unsicherheit bzgl. der Strömungsturbulenz des Temperiermediums

Ausgangslage:

• oft späte Positionierung der Temperierkanäle, daher wenig nutzbarer Platz

Mechanische Stabilität:

• unzulässige Verformungen durch zu geringen Abstand von Formnestwand zum Temperierkanal müssen vermieden werden

Question 4

Sonderforschungsgebiet
Umkehrung der thermischen Auslegung

Answer 4