Ruben Schlutter Knihy

This book offers an up-to-date, platform-independent introduction to injection molding simulation, which plays a very important role in the design of molds and molded parts as well as process development and optimization. The content is structured and conveyed within an engineering framework. Complicated mathematical derivations are avoided as far as possible. The necessary environment of the injection molding simulation is illuminated alongside, so that the creation of a suitable simulation model, the knowledge of the model-specific limits, and the interpretation of the results are possible. Guidance is also provided regarding the interpretation of results so that they can be better evaluated quantitatively. The book is designed as a textbook and thus is suitable to accompany courses covering injection molding simulation. The content is largely independent of any particular software package; however, introductory practice examples for Autodesk Moldflow Insight and Moldex3D are included as step-by-step instructions.

Die Spritzgießsimulation wird in der Produktentwicklung von Kunststoffbauteilen immer wichtiger. Neben der Füllbarkeit der Bauteilkavität steht dabei vor allem der maximale Füll-druck im Vordergrund. Dabei ergeben sich große Unterschiede zwischen dem maximalen Fülldruck aus der Spritzgießsimulation und dem maximalen Fülldruck des realen Spritzgießprozesses. In der vorliegenden Arbeit wird ein Korrekturfaktor definiert, der die Einflüsse aus dem verwendeten Werkstoff, der verwendeten Spritzgießmaschine und der zu fertigenden Bauteilgeometrie berücksichtigt. Zusätzlich wird ein Summand definiert, der den Druckverlust der Spritzgießmaschinenschnecke repräsentiert. Die Einflüsse auf den Korrekturfaktor, die aus der Variation der Schmelzetemperatur, der Kühlmedientemperatur, der Einspritzgeschwindigkeit und der Restkühlzeit herrühren, werden mit den Mitteln der statistischen Versuchsplanung betrachtet.

Das vorliegende Buch schließt eine elementare Lücke im Bereich der Werkzeugkonstruktion. Gegenwärtig geht der Trend dahin, dass die technischen Möglichkeiten im Bereich der Kunststofffertigung, wie die erreichbare Fließweglänge, Verwendung abrasiver und korrosiver Kunststoffe, aber auch erreichbare Standzeiten immer weiter ausgereizt werden. Dabei stehen verschiedene Ansätze zur Verfügung. Einer ist die Etablierung neuer Verarbeitungsprozesse. Zweitens werden zunehmend optimierte funktionelle Werkstoffe zum Bau von Kunststoffverarbeitungswerkzeugen verwendet. Eine dritte, etwas stiefmütterlich behandelte Möglichkeit zur Funktionalisierung stellen Beschichtungen im Umfeld der Kunststoffverarbeitung dar, was unter anderem auch an einem Mangel an verfügbaren Informationen zum Stand der Technik und Anwendungsmöglichkeiten liegt. Es ergibt sich somit eine Vierteilung der Inhalte. Zunächst werden die Stahlwerkstoffe, die hauptsächlich zum Bau von Werkzeugen in der Kunststoffverarbeitung verwendet werden, vorgestellt. Der aktuelle Stand der verschiedenen Beschichtungstechnologien schließt sich an. Dabei werden die bestehenden Beschichtungstechnologien bezüglich ihrer Einsatzfähigkeit im Hinblick auf Werkzeugtechnologie im Umfeld der Kunststoffverarbeitung vorgestellt und charakterisiert. Der dritte Teil befasst sich mit der Charakterisierung der abgeschiedenen Schichten. Dabei steht zum einen die Charakterisierung der eigentlichen Schicht, wie chemische Zusammensetzung, Schichtlayout und Schichtdicke im Vordergrund. Zum anderen werden die Messverfahren zur Bestimmung der funktionellen Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten, wie Härte und Verschleißfähigkeit, thermische Eigenschaften, Wärmeleitfähigkeit, aber auch tribologische Eigenschaften, vorgestellt. Abschließend wird der Einsatz entsprechender Beschichtungen anhand praktischer Beispiele aus der Kunststofftechnik dargestellt.

Das Buch bietet einen aktuellen, plattformunabhängigen Einstieg in die Spritzgießsimulation, die eine sehr wichtige Rolle in der Konstruktion von Werkzeugen und Formteilen sowie auch die Prozessentwicklung und -optimierung spielt. Die Inhalte werden im ingenieurwissenschaftlichen Rahmen aufbereitet und vermittelt. Auf komplizierte mathematische Herleitungen wird weitestgehend verzichtet. Das notwendige Umfeld der Spritzgießsimulation wird begleitend beleuchtet, sodass die Erstellung eines geeigneten Simulationsmodells, die Kenntnis der modellspezifischen Grenzen und die Interpretation der Ergebnisse möglich ist. Im Rahmen der Ergebnisinterpretation werden zudem Orientierungshilfen gegeben, um die Ergebnisse quantitativ besser bewerten zu können. Das Buch ist als Lehrbuch konzipiert, sodass es als begleitende Lektüre in entsprechenden Modulen geeignet ist. Die Inhalte sind weitestgehend unabhängig von einer Software und einführende Übungsbeispiele für Autodesk Moldflow Insight, CADMOULD und Moldex3D sind als Schritt-für-Schritt-Anleitung enthalten.