Fraunhofer verkort designproces vezelversterkt spuitgietproduct

Met korte vezels versterkte thermoplastische spuitgietonderdelen of -componenten worden in toenemende mate in plaats van aluminium of staal gebruikt. Het Duitse instituut Fraunhofer LBF heeft een methode ontwikkeld die rekening houdt met de vezeloriëntatie in het stadium dat er nog geen werkelijke producten zijn zoals in het prototypestadium. Van dit fenomenologische calculatieconcept wordt verwacht dat het de kloof gaat dichten die bestaat in de ontwerpcyclus van gespuitgiete delen. Afhankelijk van het vereiste detailniveau, kan de nieuwe procedure worden gezien als een onafhankelijke oplossing voor het ontwerpen van componenten of als een upstream toevoeging voor integratieve simulatie. 

Eerder voorspellen

Typische toepassingen van  kortevezelversterkt thermoplastisch composiet in spuitgietwerk zijn er in  de automotive en de luchtvaartindustrie. In de automotive  worden ook grote hoeveelheden vereist in zeer korte productietijden en  is de techniek van spuitgieten efficiënt gebleken voor kunststofverwerking  en die bovendien een grote ontwerpvrijheid biedt. Maar, het voorspellen van de vezeloriëntatie die wordt bepaald door het proces, het materiaal en de afmetingen is nog steeds een grote uitdaging.  Eén methode van het opnemen van de vezeloriëntatie in het ontwerp is integratieve simulatie. Deze maakt het mogelijk relevante procesinformatie te verplaatsen in een structuursimulatie met gebruikmaking van een passende interface, die dus het gedrag van de  component kan voorspellen. Maar de individuele stappen van integratieve simulatie moeten allemaal continu worden gevalideerd en gekalibreerd met gebruikmaking van experimentele data. Dit betekent dat procesparameters en afmetingen van de tools  bekend moeten zijn en echte matrijzen beschikbaar moeten zijn.  Als gevolg hiervan is het concept alleen beschikbaar vanaf het stadium van componentontwikkeling waarin al prototypes kunnen worden geproduceerd. In tegenstelling hiermee kan het proces van Fraunhofer LBF al rekening houden met de vezeloriëntatie van kortevezelversterkte spuitgietproducten  in het stadium dat er nog geen componenten beschikbaar zijn.

Meer informatie http://www.lbf.fraunhofer.de/jec2019