Simulationsmodell zur Berechnung von Spritzkopf- und Werkzeugauslegung

01.04.2004 - 31.12.2008
Forschungsförderungsprojekt
Die Dimensionierung von Spritzköpfen bei der Extrusion von Gummiprofilen basiert ausschließlich auf empirischem Wissen über das nichtlineare Fließverhalten und die strukturviskosen Eigenschaften russverstärkter Elastomere. Die Auslegung der Spritzköpfe erfolgt daher in Abhängigkeit der verwendeten Gummimischung, wohingegen die Profilgeometrie durch empirische Adaptierung des Extrusions-werkzeugs erreicht wird. Dieser so genannte Einpassvorgang ist eine Folge der Spritzquellung des Gummis und erfolgt in bis zu drei Adaptierungsschritten an der Produktionsmaschine. Die Schwachstellen des derzeitigen Herstellungsverfahrens liegen in einer über längere Zeiträume nicht objektiv reproduzierbaren Prozesstechnologie sowie in einer die Kapazität der laufenden Produktion stark beeinträchtigenden und einer mit erheblicher Entwicklungszeit verbundenen Werkzeugauslegung. Die zuvor genannten Schwachstellen werden durch die Entwicklung eines numerischen Vorhersagemodells für die Auslegung von Spritzköpfen und Werkzeugen für den Extrusionsprozess von Gummi beseitigt. Basierend sowohl auf der Entwicklung neuer, als auch der Adaptierung bestehender Messmethoden zur Beschreibung der Gummiviskosität werden geeignete Werkstoffmodelle zur Beschreibung von Rohmischungseigenschaften entwickelt. Die zuletzt genannten Materialgesetze werden im Rahmen von FE-Analysen eingesetzt. Die Verfügbarkeit solcher Berechnungsmodelle erlaubt unter anderem die Erkennung von produktivitätssteigernden Maßnahmen und die Reduktion des Mengengefälles bei der Herstellung von Gummiprofilen. Die Entwicklung derartiger computergestützter Berechnungsmethoden eröffnet immense Entwicklungspotentiale, welche zu einer bedeutenden Verkürzung der Entwicklungszeit neuer Extrusionsprofile und zu einer wesentlich kostengünstigeren Erreichung der Serienreife neuer Produktlinien führen.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Auftrag/Kooperation

  • Semperit Technische Produkte GmbH & Co KG

Förderungsmittel

  • Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Materials and Matter

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Gummiextrusionextrusion of rubber
nichtlineares Fließverhaltennon-linear flow behavior
Viskositätviscosity
Werkstoffmodell für Gummirohmischungen material model of rubber blends