Integrative Kopplung von Gestaltung, Berechnung und Simulation für die Auslegung von Fließkanälen in der Kunststoffverarbeitung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Köhler; Professor Dr.-Ing. Johannes Karl Wortberg
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 42902458

Motivation für die in diesem Vorhaben geplanten Untersuchungen ist das derzeitige Fehlen durchgängiger rechnerunterstützter Lösungen zur Auslegung und Optimierung von Werkzeugen und Fließkanälen zur Kunststoffverarbeitung. Aus heutiger Sicht ist der Entwicklungsprozess geprägt durch Insellösungen. Zur Umsetzung einer integrierten Produktentwicklung im Sinne des vollständigen virtuellen Prototypen soll die Kopplung eines virtuellen Produktmodells der Strömungsgeometrie mit dem (Computational Fluid Dynamics) CFD-Berechnungsmodell erfolgen. Ein zu integrierender Algorithmus berechnet dann die optimale Strömungsgeometrie im Hinblick auf quantitativ festzulegende technisch-wirtschaftliche Optimierungskriterien. Dabei modifiziert der Optimierungsalgorithmus die wissensbasierte Geometrie des virtuellen Produktmodells, so dass z. B. auch die Einhaltung fertigungstechnischer Restriktionen gewährleistet wird. Ziel der ersten Bearbeitungsphase war der Aufbau eines vollständig digitalen Produktmodells eines Fließkanals, mit dem eine in Hinblick auf Druckverlust, thermische Homogenität und Verweilzeitverhalten optimale Geometrie erzeugt werden kann. Die hinterlegte Wissensbasis sichert dabei die Konsistenz aller Randbedingungen. Ziel der Fortsetzung des Vorhabens ist die Sicherstellung der Übertragbarkeit der Methodik auf komplexere Geometrien und andere Softwaresystemlösungen sowie die Verbesserung der Robustheit des Prozesses und der Berechnungsgeschwindigkeit.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen