Motivation

Konventionell gefertigte Heißkanalverteiler durch subtraktive Fertigungsverfahren sind der Standard in vielen Einfach- und Mehrfachkavitätenwerkzeugen für den Spritzgießprozess. Diese Art der Fertigung schränkt die Möglichkeiten beim Design der Verteilerkanäle jedoch erheblich ein, da nur gerade Bohrungen und enge Radien für die Umlenkungen möglich sind. Daraus resultieren Stellen mit besonders hoher Scherung, genauso wie Stellen mit geringen Geschwindigkeiten. Während erstere die Belastung auf die Schmelze erhöhen und das Material schädigen können, haben letztere einen negativen Einfluss auf die Spülbarkeit der Verteiler bei Farb- und Materialwechseln.

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Simulative Auswertung eines konventionell gefertigten Heißkanalverteilers,
links: Geschwindigkeitsfeld im Kanalquerschnitt und Wandschubspannungen, rechts: Verteilung der Wandschubspannungen
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Zielsetzung

Dieses Forschungsvorhaben zielt darauf ab, die Schwächen konventioneller Heißkanalverteiler durch den Einsatz der additiven Fertigungstechnik zu eliminieren. Durch die Freiheitsgrade bei diesen Fertigungsverfahren können bionische Kanäle und Aufteilungen erzeugt werden, welche besonders große Radien besitzen und so eine optimale Balancierung bei gleichzeitig reduzierter Schmelzebelastung ermöglichen. Als Basis für die Auslegung werden Qualitätskriterien entwickelt, welche unterschiedliche Aspekte der Heißkanalverteiler bewerten und eine automatisierte Optimierung mittels genetischer Algorithmen ermöglichen.

Lösungsansatz

• Vollständige numerische Analyse von konventionellen Verteilersystemen
• Bildung von Qualitätskriterien, welche eine virtuelle Bewertung der Verteilersysteme erlauben
• Entwicklung neuartiger Heißkanalgeometrien
• Kopplung von CFD-Simulationen mit genetischen Algorithmen zur automatisierten Optimierung der Schmelzekanäle
• Validierung der Verteilerlayouts durch experimentelle Versuche an Spritzgießmaschinen

Ansprechpartner

Lucas Schulz, M.Sc.

lucas.schulz@uni-due.de
0203 - 379 3251