Algorithmische Auslegung von konturnahen Temperiersystemen in Spritzgießwerkzeugen durch ein hybrides System aus naturanalogen Verfahren

Durch den Einsatz von Temperiersystemen in Spritzgießwerkzeugen wird die Reduzierung der Zykluszeit und die Erhöhung der Formteilqualität angestrebt. Neue Fertigungsverfahren wie das selektive Laserschmelzen ermöglichen den schichtweisen Aufbau von Temperiereinsätzen und erlauben die freie Gestaltung von Temperiersystemen nah an der Formteilgeometrie. Mit diesen konturnahen Temperiersystemen können z. B. die Zykluszeiten reduziert werden. Die Freiheitsgrade bei der Auslegung von Temperierkreisläufen steigen mit den neuen Fertigungsverfahren jedoch, was die manuelle Auslegung erschwert und die Simulationszeiten verlängert. Methoden zur dreidimensionalen Auslegung von konturnahen Temperiersystemen unter Berücksichtigung von Geometrie- und Prozessparametern sind derzeit nicht verfügbar. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zur automatisierten Auslegung von konturnahen Temperiersystemen in Spritzgießwerkzeugen entwickelt. Die Methode vereint zwei naturanaloge Verfahren, um die mehrkriterielle Problemstellung der konturnahen Temperiersystemauslegung effizient zu lösen. Eine heuristische Evolutionsstrategie findet als Lösungsalgorithmus Anwendung, um zulässige Geometrien von Temperierkreisläufen und Prozessparametern des Spritzgießens zu ermitteln. Mit einem Künstlichen Neuronalen Netz wird ein Simulationsersatz vorgestellt, der in wenigen Sekunden Temperaturen approximieren kann.