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■ Programm design + engineering forum Dienstag, 29. November 2011 Session: Virtuelle Realität + Simulation Moderation: Gottfried Roosen, Haption 13:30 „Design & Process“ - integrierte 3D Simulation von Polymer-Spritzgussprozessen Dr.-Ing. Götz Hartmann Geschäftsführer SIGMA Engineering GmbH Bei der Entwicklung von Spritzgussteilen werden Simulationsprogrammeeingesetzt, die – gestützt auf empirische Werte und mathematische Modelle – das Füllen des Werkzeugs, die Nachdruck- und die Abkühlphase bis hin zur Entformung sowie den Verzug des Bauteils berechnen können. Klar ist aber, dass nur dann richtige bzw. akkurate Vorhersagen getroffen werden können, wenn neben der CAD-Bauteilgeometrie alle relevanten Einfluss - faktoren (Werkzeug/Heißkanal/Prozessführung) physikalisch exakt erfasst und mit in die Berechnung integriert werden. Hoher Modellierungsaufwand und Simplifizierungen bei konventionellen Si - mulationsprogrammen verhindern jedoch diese Integration. Die von SIGMASOFT ® durchgängig genutzte „Finite-Volumen-Methode“ er - möglicht in jeder Phase des Produktentwicklungs-zykluses eine schnelle und einfache Integration aller verfügbaren geometrie- und prozessrelevanten Einflussfaktoren. Die Vernetzung des erzeugten Simulationsmodells erfolgt voll automatisch. 14:00 „Virtuelle+reale Optimierung von Bauteilen und Spritzgießprozess“ Dipl.-Ing. Bernhard Helbich, Technisches Marketing simcon kunst - stofftechnische Software GmbH Varimos ® ist ein System, das mit der Kombination von Si - mulation, mathematischer Optimierung und Einrichtung des realen Spritzgießprozesses an der Spritzgießmaschine die Bauteilentwicklung von der Idee bis zum Start of Production (SOP) begleitet. Darüber hinaus bietet Varimos ® 16 EuroMold d+e Magazin, 11/2011 die Möglichkeit, die laufende Serienproduktion Schuss für Schuss zu überwachen und zu dokumentieren. Sowohl die virtuelle als auch die reale Optimierung der geforderten Qualitäten von Spritzgussteilen erfolgt auf Grundlage der Versuchsplantechnik Design of Experiments (DOE). Der Vortrag erläutert die Grundlagen der Vorgehensweise der virtuellen und realen Optimierung mit Varimos theoretisch und an einem Beispiel. Darüber hinaus wird auf Erfahrungen in der industriellen Anwendung und die Anforderungen an das Projektmanagement eingegangen. 14:30 Generic Design / Von der Simulation zur Innovation im Design Ying Wang, Nico Reinhardt Lehrbeauftragte für Generic Design Hochschule für Gestaltung, Offenbach Das Design betrachtet seine disziplinären Problemstellungen über verschiedene Perspektiven. Die praktischen Funktionen werden im Entwurf in idealer Weise bei der Konzeption von Produktsystemen vorangestellt. Durch neue Open-Source-Technologien bestehen für die Designer zukünftig noch mehr Möglichkeiten, Innovationen aus dem Design heraus zu entwickeln. Interaktionsdesign und Interfacedesign werden noch stärker die gestalterische, technische und prozessuale Konzeption von Produkten beeinflussen. Wie handhaben Designer die neuen Werkzeuge und Methoden, und welche Rahmenbedingungen müssen hierfür geschaffen werden? Der Vortrag geht diesen Aspekten nach und zeigt zudem exemplarisch, wie Design auch als Forschungsbegriff neu verstanden werden kann – und muss! 15:00 Realistic interaction in product and manufacturing development Gottfried Roosen, Manager Haption How can you validate complex ope rations in early phases of product and manufacturing development? The Haption software enables users to validate their 3D designs and plans with real- time collision detection. Interactive human mannequins in complex scenes help to accelerate ergonomic analysis. In combination with motion tracking hardware, complex ergonomic posture quotation can be achieved in the early design phases in real time with realistic results. An innovative and industry proofed patented 6D force-feedback technology for intuitive use of tools and parts help to achieve realistic validation with immediate results at human-scale. Haptic systems enable design engineer to achieve a faster and more realistic simulation of assembly and maintenance tasks, where the engineer benefits from a deeper understanding of the space constraints, and is able to identify where the design can be optimized. As a consequence, modifications can be carried out earlier in the design phase, without the need to wait for a real experiment on a physical mock-up. Realistic simulation helps to shorten the design process and avoid mistakes before they would happen in the real project to save your time and money. 15:30 Solutions for repairing defected STL polygons Dr. Fenqiang Lin, MachineWorks Ltd. MachineWorks is known globally for its material removal and machine simulation toolkit. The success of MachineWorks is a result of the power of its unique polygon modelling technology, which is also extremely valuable outside the CNC simulation field. Polygonica is a polygonal modelling toolkit for carrying out a wide range of geometrical operations on 3D polygonal solid geometry and 2D profile geometry. One of the most significant elements of technology in Polygonica is the automatic solid healing algorithm, which allows solids with gaps to be closed and self-intersections to be fixed without the need for user intervention. Another important element of Polygonica is the Boolean engine, which has been tested and improved over more than 15 years of industrial use. Other algorithms in Polygonica allow solid simplifica- unterstützt von:
design + engineering forum Halle 11 – House of Creation tion, slicing, sectioning and spun profile calculation. Polygonica has a wide range of applications, particularly in the fast-growing fields of additive manufacturing and 3D printing, where there is a requirement to solve complex polygon modelling problems when handling defective models with vast numbers of polygons. 16:00 Simulation des Spritzgießwerkzeugs Prof. Dr. Bernhard Gesenhues FB Maschinenbau und Kunststofftechnik Hochschule Darmstadt – Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik Spritzgießwerkzeuge sind in ihrer Funktion häufig sehr komplex. Durch Simulation der rheologischen Vorgänge gelingt es heute, die Randbedingungen zur Herstellung qualitativ hochwertiger Formteile zu ermitteln. In der Praxis lassen sich diese jedoch oft nicht einhalten, weil die mechanischen und thermischen Funktionen nur unzureichend realisiert werden. In diesem Vortrag wird gezeigt, wie auch auf diesen Gebieten durch Simulation die Werkzeugfunktion und damit die Formteilqualität verbessert werden kann. 16:30 Simulation von Umformprozessen mit LS-DYNA und eta/DYNAFORM Dipl.-Ing.(FH) Peter Vogel, Projektleiter DYNAmore GmbH Die ständig steigende Nachfrage individualisierter Produkte setzt zur kosteneffizienten Fertigung formflexible Werkzeuge voraus. Im Bereich der Scheibenverglasungen wie beispielsweise im Automobilbau werden in Designstudien unterschiedliche 3D-gekrümmte Scheiben benötigt. Verglasungsmaterialen werden im Prototypenbau für Windschutzscheiben, Schiebedächer und Scheinwerferverglasungen verwendet. Hierbei werden Stückzahlen im Bereich von 1-10 benötigt. Für diesen Zweck wurde bereits eine Anlage zur formflexiblen Fertigung für Scheiben aus PMMA entwickelt. Ein größeres Marktpotential besitzen jedoch Scheiben aus Polycarbonat, welche schlagzäher sind. Dieses Material soll durch genanntes Werkzeug umformbar sein ohne die optische Qualität zu schä - digen. ■ Programm design + engineering forum Dienstag, 29. November 2011 17:00 Kunststoff spritzguss-Simulation aus Anwendersicht André Neumann, Projektleiter mold engineering GmbH Durch die Nutzung der sich immer weiter entwickelnden Simulationsmöglichkeiten des Spritzgießprozesses können Aufwand und Kosten in der konstruktiven Formteiloptimierung, der Werkzeugüberführung in die Serie und der anschließenden Fertigung minimiert werden. Die sich ergebenden Vorteile liegen in der Verkürzung der Durchlaufzeit im Bereich Werkzeugbau sowie in der Steigerung der Fertigungseffizienz im Spritzguss bei erhöhter Formteilqualität. Durch die Spritzgießsimulation mittels erstellter Mittel-, Oberflächen- und 3D Modelle können die Füllprozesse, Angussund Formteilbalancierungen, Kühlung, Faserausrichtungen, Verzüge, Druck- und Temperaturverläufe realitätsnah abgebildet werden. Ebenso ist es möglich Anwendungen aus den Bereichen Spritzprägen, Sandwichspritzgießen, Gasinnendruck und andere zu simulieren und damit von vorn herein Problemstellen beim Kunststoffspritzgießprozess aufzudecken und zu minimieren. Dies geschieht im Idealfall schon während der Konstruktion der Formteile selbst und begleitet die Werkzeugkonstruktion bis zum Bau und der Abmusterung der Spritzgießformen.
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