Spritzgußsimulation als Kopplungselement von CAD und · PDF fileSpritzgußsimulation als Kopplungselement von CAD und CAE - Designoptimierung mittels professioneller CAE-Analysen

Spritzgußsimulation als Kopplungselement von CAD und CAE - Designoptimierung mittels professioneller CAE-Analysen in vertrauter CAD-Umgebung -

Steffen Paul SimpaTec GmbH Chemnitz, 01.04.2014

• Vorstellung SimpaTec GmbH und Moldex3D

• CAD-Produktentwicklung und aktuelle Möglichkeiten der Integration von Simulation in PTC Creo

• Kopplung von Spritzgußsimulation und FEM

Übersicht

Creo Siemens NX Cimatron SolidWorks SolidEdge ...

SIMULIA LS-DYNA NASTRAN HYPERWORKS ANSA ...

• Gründung 2004 in Aachen

• Vertrieb von

• seit 2005 Deutschland, BeNeLux, Österreich, Schweiz und Frankreich

– Deutsche Niederlassungen in Stuttgart und Suhl

– Niederlassung in Guebwiller/Frankreich

– Niederlassung in Bangkok/Thailand

• Dienstleistung im Bereich der Spritzgießoptimierung

• Softwareentwicklung

• Repräsentant Beaumont Inc., USA -> Meltflipper

• Vertriebspartner von

• Mitarbeit in diversen Forschungsprojekten und Arbeitskreisen

SimpaTec GmbH

• Dienstleistung entsprechend der Anforderungen des Kunden – Engineering Dienstleistungen (Spritzguss und FEM) – Bauteil- und Prozessoptimierung – Bauteilauslegung und -berechnung unter Einsatz von CAE-Methoden – Projektunterstützung bzw. komplette Projektbearbeitung – Support und Schulungen – allg. Schulung (BIMS, Ergebnisinterpretation) – Beratungen vor Ort – langjährige Erfahrung im Bereich der Spritzgusssimulation

• Engagement

– Aktivitäten in Forschungsvorhaben – Softwareentwicklung – Seminare, Kompetenzzentren, Workshops – Aufbau von Netzwerken

Leistungsumfang

die Softwarelösung für die Auslegung und Optimierung des Kunststoffspritzgießprozesses

die Softwarelösung zur Datenkonvertierung und Datenreperatur

die Softwarelösung für das Tiefziehen

die Softwarelösung für das Blasformen

die Lösung für die Vermeidung einer ungleichmäßigen Füllung

Softwarekompetenz

• Entwickelt durch CoreTech-Systems in Taiwan

• Spin-Off der technischen Universität Taiwan, 1995

• enge Zusammenarbeit mit der Hochschule bis zum heutigen Tage

– Spritzgusssimulation seit 1983

– Kooperationen im Bereich R&D (Promotionen und Masterarbeiten)

• ca. 280 Angestellte

Moldex3D

• Strategic alliance with leading CAD/CAE software for product integration and performance enhancement

– Dassault Systems, PTC, Siemens, Cimatron

– Altair, ANSYS, LSTC, MSC

Moldex3D’s Partnership

Product Lifecycle Management

Molding Innovation

Moldex3D Produkt Evolution

R9.1

R10.0

R9.0

R8.1

R3.x R4.x

R7.0

R5.x

R7.1

R6.x

R8.0

Shell Gas

Shell FPCW

Solid RIM

Solid Fiber

Solid FPCW

Solid Mesh

Enhanced Flow

Parallel-SMP

Tetra Mesh

Solid MCM

Solid I2

Hybrid Mesh

Parallel- Cluster

Windows x64

BLM

Enhanced FastCool

eDesign

Optics

Viscoelastic

Transient Cool

License Manager

RHCM

IC Packaging

Optical Molding Automatic

3D Meshing Cooling Optimization

Insert Molding

Two-Color Molding

FEA Integration

Mold Insert

Complete 3D Solid Simulations

Remote Computing

Solid Warp+

BLM+

eXplorer

ICM

Stress

Remote Computing on Linux

NX, Creo Embedded

Design Verification

Conformal Cooling

Cloud Computing

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

R12.0

R11.0

Advanced Hot Runner

Co-Injection

Gas / Water Injection

MuCell®

DOE

HyperWorks Partner Alliance

Designer

Underfill

SolidWorks Embedded

Viewer

Underfill

Project

Microcellular Foaming

eDesignSYNC

Injection Compression

Compression Molding

Bi-Injection

PIM / MIM

2-Way Core-Shift

Designer BLM

eDesignSYNC Post-Process

Thermoplastic + Thermoset Hybrid Run

Annealing Process

Compression Molding

Konstruktion Konzeptphase

Übersicht Entwicklungszyklus

Fertigung CAE

Struktursimulation

CAE Spritzgußsimulation

Idealvorstellung ! Fertigungsverfahren

beeinflusst Bauteileigenschaften

×

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CAD-Produktentwicklung und aktuelle Möglichkeiten der Integration von Simulation

Entwicklungszyklus

CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC

CAE Injection molding

Vielfältige und automtisierbare Simulations-möglichkeiten

Optimierung durch Simulationseinfluss

Modell Interoperationalität

Arbeiten in vertrauter Umgebung, Automatische Netzerstellung


Modellerstellung in Creo

Materialzuweisung


Anguß und Kühlung erstellen Komplettes Simulationsmodell


Kühlzeit Indikator Füllindikator

Einfallstellen Indikator


Analyse Setup

CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC Ergebnisse

Füllbild Bauteilverzug


Lufteinschlüsse Bindenahtlage


umfangreiche Ergebnisse

• Bauteiloptimierung um Fertigungseinflüsse zu minimieren

• Änderungen mithilfe von Creo Werkzeugen

– Lage der Aufnahmebohrungen

– Änderungen Rippendesign

– Entfernen von Durchbrüchen

CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC Optimierung

CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC Optimierung

Geänderte Version Original Modell

CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC Optimierungsergebnisse

Geänderte Version Original Modell

Kopplung von Spritzgußsimulation und FEA

Moldex3D-I2 stellt ein Interface zu den gebräuchlichsten kommerziellen CAE-Anwendungen bereit zur Übergabe der Ergebnisse

Schnittstellen u.a. zu

• ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, MSC.Marc, MSC.Nastran, NX.Nastran, NE.Nastran, Radioss

CAE-Anbindung mittels Moldex3D-I2

• Resultate aus der Spritzguß-Prozeßsimulation:

– Druck

– Reduktion der Bindenahtfestigkeit

– Eigenspannungen

– Faserorientierung

– Temperaturverteilung

– Dichteverteilung

• Digimat Schnittstelle ist ebenfalls verfügbar

I2- Interface

Weld Line Position

• Komplette Spannungsanalyse für Spritzguß-Bauteile unter Berücksichtigung definierter Randbedingungen

• Ermittlung von Verformungen und Spannungen inkl. detailliertem Vergleich mit Designanforderungen

• Berücksichtigung Schwerkraft- und Bindenahteffekten

Stress Module - optional

Stress

Werkzeug Verformung mittels Moldex3D Stress

• einfaches Handling innerhalb gewohnter CAD Umgebung

• konstruktionsbegleitende Simulation für Bauteil- und Werkzeugentwicklung

• umfangreiche Ergebnisse

• zur Beurteilung von Qualitätsmerkmalen hinsichtlich Optik und Funktion ist die Füllsimulation unabdingbar

• Kopplung zu FEA ermöglicht bei gleichzeitiger Betrachtung der Bindenahtlage eine erste Beurteilung von Festigkeitswerten durch die Ausgabe der Faserorientierung und Dichteverteilungen

• exaktere Vorhersage / Identifizierung kritischer oder hochbelasteter Bereiche durch Kopplung der von der Rheologie kommenden Bauteileigenschaften mit der Strukturmechanik

Zusammenfassung

• bereits heute vielfältige Möglichkeiten der Integration der Rheologiesimulation in den Konstruktions- und Berechnungsprozeß

• Entwicklungsziel der durchgängigen Lösungen wurde erkannt und identifiziert

• weitere Integrationsmöglichkeiten werden entwickelt

• Erweiterung der Analysemöglichkeiten

• Integration und Verknüpfung mit PLM/PDM Systemen

Ausblick

SimpaTec GmbH Steffen Paul Wurmbenden 15 52070 Aachen Telefon: +49 241 565 28 0 Email: [email protected] www.simpatec.com

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