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FP6

VIM — Ergebnis in Kürze

Project ID: 505718
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Finnland

Verbesserte Kunststoffherstellung dank virtueller Realität

EU-finanzierte Forscher haben ein wertvolles Simulationsinstrument für die Kunststoff- und Elastomerindustrie entwickelt, das revolutionäre Veränderungen in der Fertigungspraxis verspricht.
Verbesserte Kunststoffherstellung dank virtueller Realität
Werkstoffe, die bei Erwärmung weich werden und bei Abkühlung erstarren, sind thermoplastisch, wobei die Wortteile "thermo" die Rolle von Wärme und "plastisch" die Fähigkeit zur Formänderung ahnen lassen. Bestimmte Kunststoffe und Elastomere gehören zu diesen inzwischen allgegenwärtigen thermoplastischen Materialien, wobei die Kunststoffe typischerweise eher starre Formen einnehmen und Elastomere gummiähnliche Eigenschaften haben (elastischer sind).

Kunststoffe sind praktisch überall zu finden, von Getränkeflaschen und Reinigungsmittelbehältern bis hin zu Computermonitoren und Autoteilen. Thermoplastische Elastomere erobern überdies immer schneller den Markt und werden heute in der Medizintechnik, auf dem Elektroniksektor und in der Automobilindustrie eingesetzt, um nur einige wenige zu nennen.

Kunststoff- und Elastomerprodukte werden typischerweise durch Spritzgießen hergestellt. Bei diesem Verfahren wird der flüssige Werkstoff in eine Form gepresst, abgekühlt und entnommen, um schließlich zum Endprodukt zu gelangen . Ähnlich wie ein in eine Form gegossener und in fester Gestalt aus dem Ofen kommener Kuchenteig behalten Thermoplaste die Gestalt der zu ihrer Herstellung benutzten Form.

Die Fertigung thermoplastischer Bauteile ist jedoch angesichts der reichhaltigen Vielfalt an einsetzbaren Werkstoffen, der notwendigen Verarbeitungsparameter, der Formeigenschaften usw. nicht ganz so einfach wie Kuchenbacken.

Die EU-finanzierten Forscher des VIM-Projekts ("Virtual injection moulding for improving production efficiency, quality and time-to-market speed") suchten nach Wegen zur Vereinfachung des Prozesses, indem ein Simulationsinstrument erschaffen wurde, das insbesondere auf europäische kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ausgerichtet sein sollte.

Im VIM-Tool sind sowohl Modelle zum Fließwiderstand (Viskosität), der während der beheizten Einspritzphase wichtig ist, als auch zur Verfestigung in Bezug auf die Abkühlphase berücksichtigt. Die Modelle verbesserten Verständnis und Vorhersage in den Punkten Polymerfließverhalten, Schwindungsverhalten und Verzug/Verwindung ganz erheblich.

Die Forscher untersuchten außerdem mittels des VIM-Instruments das Verhalten der zahlreichen polymeren Materialien sowie die Optimierung der verschiedenen Formcharakteristiken.

Eine zahlreiche Übernahme des VIM-Tools in europäischen KMU des Bereichs Spritzgießen von Kunststoffen und Elastomeren könnte in starkem Maße die Wettbewerbsfähigkeit steigern und diesen eher konventionellen Industriezweig in einen wissensbasierten Sektor wandeln. Das Instrument bietet ein großes Potenzial zur Steigerung von Prozesseffizienz, Produktqualität und zur Senkung der Produkteinführungszeit, wodurch den kleinen und mittleren Unternehmen Europas letztlich erhebliche Kosteneinsparungen winken.

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