Gemeinschaftsforschungsprojekt (abgeschlossen)

Projektpartner

• Universität Siegen
• Kautex Maschinenbau GmbH
• Meissner AG
• TI Automotive Technology GmbH

Projektbeschreibung

Inhaltsbeschreibung / Ergebnisse

In mehreren Projektabschnitten sind verschiedene theoretische Ansätze entwickelt worden, die das Abkühlverhalten von Blasformartikeln im Werkzeug und außerhalb des Werkzeugs an der freien Luft beschreiben können. Der umfangreichste Ansatz beschreibt auch das zeitliche und örtliche Abheben einzelner Geometriebereiche des Artikels von der Werkzeugoberfläche. An verschiedenen Praxisbeispielen, vom einfachen Verpackungsartikel bis hin zum komplexen Kunststoffkraftstoffbehälter (KKB), sind die theoretischen Ergebnisse verifiziert worden. In allen Anwendungsfällen konnte aufgezeigt werden, dass es grundsätzlich möglich ist, den vollständigen Abkühlvorgang eines Blasformartikels zu simulieren. Die verschiedenen Ansätze zeigen eine gute qualitative und auch quantitative Übereinstimmung zwischen den Simulationsergebnissen und experimentellen Resultaten. Mit den entwickelten Verfahren ist es daher heute möglich, das Kühlsystem eines Blasformwerkzeuges gezielt auszulegen.

Im letzten Projektabschnitt sind aufbauend auf vorliegenden Ergebnissen verschiedene Kühlkanalkonzepte entwickelt, simulativ untersucht und miteinander verglichen worden. Der Vergleich zeigt, dass die heutige Werkzeugkühlung in vielen Bereichen oft überdimensioniert ist. Der Wärmeübergang zwischen dem abzukühlenden Artikel und der Werkzeugoberfläche stellt eine „natürliche“ Barriere im Wärmetransport dar. Es ist daher nicht immer möglich, eine „beste“ Kühlung im Sinne von einer niedrigeren und gleichmäßig mittleren Temperatur zu erzielen. Qualitativ gleich gute Ergebnisse lassen sich aber in vielen Fällen mit erheblich einfacheren Kühlkonzepten, beispielsweise einer sogenannten Plattenkühlung, erreichen. Ein Kühlkonzept, dass sich insbesondere in Prototypenphasen von Blasformartikeln sehr bewährt hat. Denn bei sehr komplexen Formteilen benötigt die Fertigung der Kühlbohrungen bei einem herkömmlich herstellten Werkzeug die längste Zeit. Zeiten, die in der Prototypenphase und somit auch in der Gesamtentwicklung des Blasformartikels oft für weitere Optimierung fehlen.