Das primäre Ziel der rheologischen Auslegung eines Extrusionswerkzeugs in der Kunststoffverarbeitung ist das Einstellen einer gleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung am Ende des Fließkanals. Für Profilwerkzeuge steht jedoch noch kein Verfahren zur Verfügung, welches nach Vorgabe einer gewünschten Geschwindigkeitsverteilung auf eine geeignete Kanalgeometrie zurückschließen läßt. Werkzeuggeometrien werden weitestgehend empirisch auf Basis von Erfahrungswerten des Werkzeugbauers ausgelegt. In der vorliegenden Arbeit wird eine vereinfachte, computerunterstützte Auslegung und Optimierung von Extrusionswerkzeugen, hier insbesondere von Profilwerkzeugen, mit dem Programm AixCado vorgestellt. Mit diesem Programm ist eine Analyse von komplexen Strömungsvorgängen möglich. Der Anwender importiert Ergebnisse einer FEM-Strömungssimulation. Die Fließkanalgeometrie kann nach der Analyse der Daten interaktiv beliebig verzerrt werden. Als Resultat erhält der Anwender innerhalb von Sekunden Informationen über die dadurch erreichte Änderung der Geschwindigkeitsverteilung. Die Analyse der Strömungsdaten beruht auf einer Verknüpfung der Netzwerktheorie mit der FEM. Dabei werden die Fließkanalbereiche mit vielen FEM-Elementen durch eine kleine Anzahl von Widerständen abgebildet und so die Komplexität des Problems stark reduziert. Die Genauigkeit und Flexibilität der FEM wird so mit der guten Handhabbarkeit der Netzwerktheorie sinnvoll verknüpft. Erste Anwendungen des Verfahrens zeigen, daß durch den Einsatz von AixCADO eine wesentliche Reduzierung des Aufwands bei der Auslegung von Fließkanälen mit Hilfe der FEM erreicht werden kann.
Thomas Wolff
Rechnergestützte Optimierung von Fließkanälen für Profilextrusionswerkzeuge
Paperback
Reihe : IKV
Bandnummer : 106
ISBN : 978-3-89653-445-3
35,60 €