Voorbeeld Automotive: Sneller naar succes met Virtual Molding

Afbeelding 1: Hoogwaardige motoronderdeel met dikke wanden en strakke toleranties (Afbeelding: Kalypso Ultra Technologies) / Afbeelding 1: Hoogwaardige structurele bevestiging met dikke wanden en strakke toleranties (Afbeelding: Kalypso Ultra Technologies)

Afbeelding 2a: Hotspots in de gereedschapskernen met conventionele tempering (Afbeelding: Kalypso Ultra Technologies) / Afbeelding 2a: Hotspots op de malkernen met conventionele tempering (Afbeelding: Kalypso Ultra Technologies)

Bild2b: Gleichmäßige Temperaturverteilung dank konturnaher Kühlung der Kerne (Bild: Kalypso Ultra Technologies) / Picture 2b: Meer uniforme temperatuurverdeling met conformale koeling van de mal (Afbeelding: Kalypso Ultra Technologies)

Voor onderdelen met strakke toleranties is het zoeken naar het optimale spuitgietproces vaak zeer arbeidsintensief. Met Sigmasoft® Virtual Molding kunnen gereedschap en proces zonder materiaal- en personeelskosten worden geoptimaliseerd. Door de consequente toepassing van Virtual Molding behaalde Kalypso Ultra Technologies de “First Shot Good“ succes bij een hoogprecisie automotive-toepassing.

De Sigma Engineering GmbH presenteert op Swiss Plastics 2014 hoe met behulp van Sigmasoft® Virtual Molding de ontwikkeling van onderdelen met de kleinste tolerantiebereiken kan worden geoptimaliseerd. Zo behaalde Kalypso Ultra Technologies door het consequente gebruik van Virtual Molding-technologie een “First Shot Good“ succes voor een complex automotive-onderdeel.

Opdracht was het ontwikkelen van een motoronderdeel (afbeelding 1) van PA 6.6 met 30% glasvezelgehalte en een diameter van 10 cm, met toleranties van +0,07 mm/-0,0 mm voor elke diameter. Voor Kalypso vormden zich verschillende uitdagingen: Door kristallisatie en de aanwezige vezels is het materiaalgedrag moeilijk te voorspellen, waardoor normale ontwerprichtlijnen niet gelden; een buitengewoon complexe geometrie met grote verschillen in wanddikte en strakke toleranties, terwijl er nauwelijks ervaring mee was. Daarnaast zijn een geoptimaliseerde inspruiting en een betrouwbare temperering cruciaal voor het succes van het project. In tegenstelling tot de gebruikelijke, tijd- en kostenintensieve trial-and-error-methoden, besloot Kalypso consequent om het spuitgietproces virtueel te modelleren met Sigmasoft®, nog voordat de gereedschapsfabricage was gestart.

Het uitvoeren van een multi-cyclus-analyse, waarbij 20 productiezakelingen werden gesimuleerd met de werkelijke procesparameters en een conventionele temperering, toonde hot spots op de gereedschapskernen (afbeelding 2a) in de stabiele productiestand van het gereedschap. Deze hot spots hebben niet alleen een negatieve invloed op de spanningen in het onderdeel en de vervorming, maar ook op de algehele kwaliteit van het onderdeel. Als alternatief werd een oplossing met contournabije temperering van de gereedschapskernen geanalyseerd. Hieruit bleek dat het bekijken van alle gereedschapsonderdelen en procesparameters over meerdere cycli in de stabiele productiestand niet alleen een gelijkmatiger temperatuurverdeling in het gereedschap opleverde (afbeelding 2b), maar ook een vermindering van de cyclustijd.

Op basis van de Sigmasoft®-resultaten werd uiteindelijk het gereedschap gebouwd en de procesinstellingen vastgesteld. Kalypso kon het onderdeel zo niet alleen op tijd aan de klant leveren, maar ook de ervaringen die met Sigmasoft® Virtual Molding waren opgedaan over het gedrag van het gereedschap tijdens het productieproces delen vóór de daadwerkelijke start van de productie met de klant, en zo de productiemedewerkers gericht voorbereiden. Er hoefden geen proeven op de machine te worden uitgevoerd, omdat de geproduceerde onderdelen vanaf de eerste shot aan de eisen voldeden. Sigmasoft® Virtual Molding maakte een “First Shot Good“ succes mogelijk zonder de gebruikelijke tijdrovende iteraties van gereedschap en proces.