Optimierung von Extrusionswerkzeugen für die Elastomer-Industrie

Herausforderung

In der Elastomer-Industrie werden Kunststoffprofile wie Dichtungen häufig durch Extrusion hergestellt. Dabei ist es entscheidend, dass das Extrusionswerkzeug präzise ausgelegt wird, um gleichmäßige Profile zu produzieren. Selbst kleine Ungenauigkeiten führen zu unzulässigen Toleranzabweichungen, hohem Ausschuss und erhöhten Produktionskosten. Besonders kritisch ist die Strömungsverteilung im Werkzeugkanal: Ungleichmäßige Fließgeschwindigkeiten verursachen asymmetrische Profile und Qualitätsprobleme.

Lösungsansatz

Mit StrömungsRaum® wird das Design des Extrusionswerkzeugs virtuell simuliert. Die Fließverteilung der Schmelze in den Werkzeugkanälen wird analysiert, wobei Variablen wie Druckabfall, Strömungsgeschwindigkeit, Scherraten und Viskosität berücksichtigt werden. Zusätzlich wird das Wandgleiten in die Berechnungen einbezogen, um realitätsnahe Simulationsergebnisse zu erhalten. Mehrere Design- Iterationen lassen sich schnell durchführen, um Schwachstellen frühzeitig zu erkennen und zu beheben – bevor physische Prototypen notwendig werden.

Vorteile

Schnelle Design-Iterationen: Mehrere Werkzeugentwürfe lassen sich in kürzester Zeit testen und vergleichen. Berechnungen für Standard-Dichtprofile sind innerhalb weniger Stunden abgeschlossen.

Signifikante Kostenreduktion: Die Ausschussrate und die Einfahrzeit werden um bis zu 75 % reduziert. Gleichzeitig sinkt der Bedarf an teuren physischen Prototypen.

Erhöhte Präzision: Durch Simulation wird die Fließverteilung optimiert, was eine gleichmäßige Profilqualität und höhere Maßgenauigkeit sichergestellt.

Effiziente Entwicklung: Schwachstellen im Werkzeugdesign werden identifiziert und behoben, bevor die Produktion beginnt. Dies verkürzt die Entwicklungszeit erheblich.

Nutzen

Steigerung der Produktionseffizienz: Durch präzise Auslegung der Extrusionswerkzeuge werden gleichmäßigere und fehlerfreie Profile produziert, was die Gesamtleistung der Produktion erhöht.

Reduzierung von Materialverschwendung: Optimierte Fließverteilungen minimieren den Ausschuss, was sowohl die Materialkosten als auch die Umweltbelastung senkt.

Erhöhung der Produktqualität: Eine gleichmäßige Profilherstellung sorgt für höhere Maßgenauigkeit und weniger Ausschuss, was die Qualität der Endprodukte verbessert.

Verkürzung der Entwicklungszeiten: Schnelle Design-Iterationen und virtuelle Tests beschleunigen die Werkzeugentwicklung und verkürzen die Time-to-Market.

Senken der Gesamtkosten: Weniger Ausschuss, reduzierte Einfahrzeiten und der Verzicht auf physische Prototypen senken die Produktions- und Entwicklungskosten signifikant.