Das Gehäusebauteil entsteht in einer automatisierten Fertigungszelle. - Bild: Simcon GmbH

Großer Wert wird auf einen hohen Automatitionsgrad in der Fertigung gelegt­. Auch das Gehäusebauteil entsteht in einer automatisierten Fertigungszelle. - Bild: Simcon GmbH

| von Sabine Königl

Für die Verantwortlichen bei Accomplast gehört Cadmould mittlerweile zum täglichen Handwerkszeug, genauso wie eine CAD-Software oder Bearbeitungszentren. „Wir nutzen die Software Cadmould, um Probleme am Bauteil aufzuspüren, um es anschließend kunststoffgerecht zu optimieren“, erklärt Marcus Schilling, der bei Accomplast für das Werkzeugmanagement verantwortlich ist. Es dient praktisch täglich als Hausmittelchen, um die wesentlichen Probleme im Engineering zu erkennen und diesen entgegenzuwirken.

Mit Software lassen sich Toleranzen simulieren

Wo die Vorteile für den Einsatz einer Simulationssoftware liegen, zeigt Schilling an einem konkreten Beispiel aus der Praxis: „Wir haben eine Anfrage von Siemens für die Fertigung einer Baugruppe erhalten“ erklärt er. Eine Baugruppe, die sich aus einem Gehäuse, einer Klappe sowie zwei Lichtleitern zusammensetzt. Im zusammengebauten Zustand dient die Baugruppe dann als Fronthaube für ein Display einer Steuerungseinheit von Motoren in Krankenhäusern.

Während die Lichtleiter auch aus glasklarem Polycarbonat (PC) zu fertigen waren, sollten die übrigen Einzelteile aus einem PC mit einem zehnprozentigen Glasfaseranteil gefertigt werden. „Und das mit sehr sportlichen Toleranzen“, wie Schilling verrät. An dieser Stelle bietet die Software Einstellmöglichkeiten, die unterschiedlichen Toleranzen zu simulieren, um das Bauteil für den Serienprozess zu optimieren.

Die Simulationsergebnisse zeigten den richtigen Temperierungsansatz auf. - Bild: Simcon GmbH
Marcus Schilling: „Simuliert wurde, wie sich das Bauteil durch gezielte Temperierung im Werkzeug verhält.“ Die Simulationsergebnisse, die mit T-Box gerechnet wurden, zeigten den richtigen Temperierungsansatz auf. - Bild: Simcon GmbH

Ob der theoretische Anspruch sich dann in der Fertigungspraxis umsetzen lässt, war im nächsten Schritt Gegenstand einer Machbarkeitsstudie, die ebenfalls mit der Simulationssoftware umgesetzt wird. „Das Angebot musste sauber und praxisgerecht kalkuliert werden“, ergänzt Schilling. Der hohe Anspruch, den der Kunde hat, den stellen sich die Verantwortlichen bei Accomplast­ auch an sich selbst. Konkret musste technisch gegenüber einem ähnlichen Bauteil ein anderer Anspritzpunkt gefunden werden, weil dieser im Sichtbereich erkennbar war.

Dank der Simulation des ersten Werkzeugkonzepts im Vorfeld der eigentlichen Entwicklung lag die Lösung auf der Hand, oder genauer gesagt auf dem Bildschirm. Die Lösung, das machten die Ergebnisse aus der Simulation deutlich, war nur über eine direkte Anspritzung im Werkzeug unter Einsatz eines Heiß­kanals möglich. An dieser Stelle ist der Einsatz von Cadmould unerlässlich, denn der Einbau eines Heißkanals sorgt zunächst für höhere Werkzeugkosten. „In der Folge werden diese dann mit dem Wegfall des Angusses sowie der Verbesserung der Teile­qualität mit jedem Schuss eingespart“, erklärt Schilling weiter.

Trends µ-genau: Bestmögliche Temperierung mit der T-Box

Für die Auslegung von Spritzgießwerkzeugen haben die Entwickler bei Simcon die „T-Box“ zur Berechnung und Gestaltung des Temperatur­verlaufs im Werkzeug geschaffen. Die Konstruktionsphase soll sich so gerade bei komplexen Geometrien deutlich verkürzen lassen. Mit der T-­Box­ kann eine Spritzgießform sowohl als grobe Entwurfsskizze als auch als fertige Konstruktion in die Simulationssoftware eingelesen werden – inklusive zahlreicher Parameter wie den Temperierkanälen, dem Anguss, den Trennflächen oder einem Einleger für Mehrkomponentenwerkzeuge aus unterschiedlichen Werkstoffen. Cadmould erstellt aus der Summe der Daten eine präzise, realitätsnahe 3D-Simulation der Temperaturverläufe­. Den Einfluss von Normalien berücksichtigt die Software­ dabei vollautomatisch. Direkt in der Simulationssoftware lassen­ sich die Parameter variieren, der Einfluss auf die Simulation bewerten­ und so eine optimale Lösung gestalten.

Umsetzung lief praxis- und seriengerecht

Nachdem Accomplast den Auftrag des Elektronikkonzerns für die Produktion einer jährlichen Auflage von 70.000 Baugruppen erhalten hatte, wurde ein Werkzeugkonzept entwickelt. In der Konstruktion entstand ein Entwurf, der mehrere Schieber, Klinkenzüge und Gasdruckfedern in einem rund 800 Kilogramm schweren Werkzeug berücksichtige, denn es galt, eine komplexe Entformung praxis- und seriengerecht zu gestalten.

70.000 Gehäusebauteile jährlich. - Bild: Simcon GmbH
Jährlich werden 70.000 Gehäusebauteile für den Kunden gespritzt. - Bild: Simcon GmbH

Dann durfte die Simulationssoftware Cadmould abermals ihre Vorteile ausspielen, als im nächsten Schritt die Temperierung des Werkzeugs mit unterschiedlichen Temperaturzonen zu entwickeln war. Schilling: „Simuliert wurde, wie sich das Bauteil mit gezielter Temperierung im Werkzeug verhält.“ Die Simulationsergebnisse, die mit T-Box gerechnet wurden, zeigten den richtigen Temperierungsansatz auf. Auch beim Thema Entlüftung und Füllung des Spritzlings diente Cadmould als verlässlicher Ratgeber.

Im Vorfeld wurde ebenso mit Cadmould simuliert und gerechnet. Das Ergebnis machte deutlich, dass an verschiedenen Stellen im Werkzeug Entlüftungskerne nötig sind. Kerne, die gleichzeitig noch beweglich sind. „So lässt sich das Werkzeug sehr schnell reinigen und ist somit sehr wartungsfreundlich“, betont Schilling. Und die Füllsimulation ist bei Accomplast mittlerweile Standard.

Accomplast verfügt über einen vielfältigen Maschinenpark. - Bild: Simcon GmbH
Accomplast verfügt über einen vielfältigen Maschinenpark. Aktuell wird auf 35 Spritzgießmaschinen mit einer Schließkarft von 15 bis 360 Tonnen produziert. - Bild: Simcon GmbH

Wie die Software Prozesse optimaler und attraktiver gestaltet

Dank der Simulationssoftware werden bei Accomplast nun seit Jahren weitere Prozesse optimiert und für den Kunden attraktiver gestaltet. „Die Korrekturschleifen, die eingespart werden, sind für uns bares Geld“, betont Schilling. Die Entscheidung, in diese Software von Simcon zu investieren, war aus Sicht von Accomplast die richtige. Der Aufwand, der seinerzeit bei der Anschaffung betrieben wurde, hat sich im Nachgang bereits mehrfach ausgezahlt.

„Die Investition in die Software haben wir zu keiner Zeit bereut“, versichert Schilling. Er schätzt die hohe Rechengeschwindigkeit sowie den Support des Anbieters: „Das funktioniert einwandfrei. Besonders toll ist, dass bei der Weiterentwicklung der Software die Wünsche von uns Anwendern Berücksichtigung finden.“

Quelle: Simcon GmbH

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