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Spritzgußsimulation als Kopplungselement von CAD und CAE - Designoptimierung mittels professioneller CAE-Analysen in vertrauter CAD-Umgebung -
Steffen Paul SimpaTec GmbH Chemnitz, 01.04.2014
• Vorstellung SimpaTec GmbH und Moldex3D
• CAD-Produktentwicklung und aktuelle Möglichkeiten der Integration von Simulation in PTC Creo
• Kopplung von Spritzgußsimulation und FEM
Übersicht
Creo Siemens NX Cimatron SolidWorks SolidEdge ...
SIMULIA LS-DYNA NASTRAN HYPERWORKS ANSA ...
• Gründung 2004 in Aachen
• Vertrieb von
• seit 2005 Deutschland, BeNeLux, Österreich, Schweiz und Frankreich
– Deutsche Niederlassungen in Stuttgart und Suhl
– Niederlassung in Guebwiller/Frankreich
– Niederlassung in Bangkok/Thailand
• Dienstleistung im Bereich der Spritzgießoptimierung
• Softwareentwicklung
• Repräsentant Beaumont Inc., USA -> Meltflipper
• Vertriebspartner von
• Mitarbeit in diversen Forschungsprojekten und Arbeitskreisen
SimpaTec GmbH
• Dienstleistung entsprechend der Anforderungen des Kunden – Engineering Dienstleistungen (Spritzguss und FEM) – Bauteil- und Prozessoptimierung – Bauteilauslegung und -berechnung unter Einsatz von CAE-Methoden – Projektunterstützung bzw. komplette Projektbearbeitung – Support und Schulungen – allg. Schulung (BIMS, Ergebnisinterpretation) – Beratungen vor Ort – langjährige Erfahrung im Bereich der Spritzgusssimulation
• Engagement
– Aktivitäten in Forschungsvorhaben – Softwareentwicklung – Seminare, Kompetenzzentren, Workshops – Aufbau von Netzwerken
Leistungsumfang
die Softwarelösung für die Auslegung und Optimierung des Kunststoffspritzgießprozesses
die Softwarelösung zur Datenkonvertierung und Datenreperatur
die Softwarelösung für das Tiefziehen
die Softwarelösung für das Blasformen
die Lösung für die Vermeidung einer ungleichmäßigen Füllung
Softwarekompetenz
• Entwickelt durch CoreTech-Systems in Taiwan
• Spin-Off der technischen Universität Taiwan, 1995
• enge Zusammenarbeit mit der Hochschule bis zum heutigen Tage
– Spritzgusssimulation seit 1983
– Kooperationen im Bereich R&D (Promotionen und Masterarbeiten)
• ca. 280 Angestellte
Moldex3D
• Strategic alliance with leading CAD/CAE software for product integration and performance enhancement
– Dassault Systems, PTC, Siemens, Cimatron
– Altair, ANSYS, LSTC, MSC
Moldex3D’s Partnership
Product Lifecycle Management
Molding Innovation
Moldex3D Produkt Evolution
R9.1
R10.0
R9.0
R8.1
R3.x R4.x
R7.0
R5.x
R7.1
R6.x
R8.0
Shell Gas
Shell FPCW
Solid RIM
Solid Fiber
Solid FPCW
Solid Mesh
Enhanced Flow
Parallel-SMP
Tetra Mesh
Solid MCM
Solid I2
Hybrid Mesh
Parallel- Cluster
Windows x64
BLM
Enhanced FastCool
eDesign
Optics
Viscoelastic
Transient Cool
License Manager
RHCM
IC Packaging
Optical Molding Automatic
3D Meshing Cooling Optimization
Insert Molding
Two-Color Molding
FEA Integration
Mold Insert
Complete 3D Solid Simulations
Remote Computing
Solid Warp+
BLM+
eXplorer
ICM
Stress
Remote Computing on Linux
NX, Creo Embedded
Design Verification
Conformal Cooling
Cloud Computing
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
R12.0
R11.0
Advanced Hot Runner
Co-Injection
Gas / Water Injection
MuCell®
DOE
HyperWorks Partner Alliance
Designer
Underfill
SolidWorks Embedded
Viewer
Underfill
Project
Microcellular Foaming
eDesignSYNC
Injection Compression
Compression Molding
Bi-Injection
PIM / MIM
2-Way Core-Shift
Designer BLM
eDesignSYNC Post-Process
Thermoplastic + Thermoset Hybrid Run
Annealing Process
Compression Molding
Konstruktion Konzeptphase
Übersicht Entwicklungszyklus
Fertigung CAE
Struktursimulation
CAE Spritzgußsimulation
Idealvorstellung ! Fertigungsverfahren
beeinflusst Bauteileigenschaften
×
1
2
CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC
CAE Injection molding
Vielfältige und automtisierbare Simulations-möglichkeiten
Optimierung durch Simulationseinfluss
Modell Interoperationalität
Arbeiten in vertrauter Umgebung, Automatische Netzerstellung
• Bauteiloptimierung um Fertigungseinflüsse zu minimieren
• Änderungen mithilfe von Creo Werkzeugen
– Lage der Aufnahmebohrungen
– Änderungen Rippendesign
– Entfernen von Durchbrüchen
CAD-Anbindung – Beispiel Creo eDesignSYNC Optimierung
Moldex3D-I2 stellt ein Interface zu den gebräuchlichsten kommerziellen CAE-Anwendungen bereit zur Übergabe der Ergebnisse
Schnittstellen u.a. zu
• ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, MSC.Marc, MSC.Nastran, NX.Nastran, NE.Nastran, Radioss
CAE-Anbindung mittels Moldex3D-I2
• Resultate aus der Spritzguß-Prozeßsimulation:
– Druck
– Reduktion der Bindenahtfestigkeit
– Eigenspannungen
– Faserorientierung
– Temperaturverteilung
– Dichteverteilung
• Digimat Schnittstelle ist ebenfalls verfügbar
I2- Interface
Weld Line Position
• Komplette Spannungsanalyse für Spritzguß-Bauteile unter Berücksichtigung definierter Randbedingungen
• Ermittlung von Verformungen und Spannungen inkl. detailliertem Vergleich mit Designanforderungen
• Berücksichtigung Schwerkraft- und Bindenahteffekten
Stress Module - optional
Stress
• einfaches Handling innerhalb gewohnter CAD Umgebung
• konstruktionsbegleitende Simulation für Bauteil- und Werkzeugentwicklung
• umfangreiche Ergebnisse
• zur Beurteilung von Qualitätsmerkmalen hinsichtlich Optik und Funktion ist die Füllsimulation unabdingbar
• Kopplung zu FEA ermöglicht bei gleichzeitiger Betrachtung der Bindenahtlage eine erste Beurteilung von Festigkeitswerten durch die Ausgabe der Faserorientierung und Dichteverteilungen
• exaktere Vorhersage / Identifizierung kritischer oder hochbelasteter Bereiche durch Kopplung der von der Rheologie kommenden Bauteileigenschaften mit der Strukturmechanik
Zusammenfassung
• bereits heute vielfältige Möglichkeiten der Integration der Rheologiesimulation in den Konstruktions- und Berechnungsprozeß
• Entwicklungsziel der durchgängigen Lösungen wurde erkannt und identifiziert
• weitere Integrationsmöglichkeiten werden entwickelt
• Erweiterung der Analysemöglichkeiten
• Integration und Verknüpfung mit PLM/PDM Systemen
Ausblick
SimpaTec GmbH Steffen Paul Wurmbenden 15 52070 Aachen Telefon: +49 241 565 28 0 Email: [email protected] www.simpatec.com
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