Prozesseffizienz steigern mittels Gusssimulation

Die Motivation zur Simulation?

Die Prozesseffizienz im Fokus steigert die Wettbewerbsfähigkeit. Mittels unserer Simulationssoftware steigern wir die Chancen, die Prozesspotentiale im Guss zu erschließen. Ein Beispiel für einen massiven Kostentreiber im Automotive Umfeld ist das Batterie-Pack bei der e-Mobilität. Um dem entgegen zu wirken sind die Anforderungen auf die Prozesseffizienz im Leichtbau erheblich gestiegen. Ein für die Großserie bereits etabliertes Verfahren ist der Druckguss-Prozess, welcher nachfolgend als Beispiel dient. Das Druckgießen ist zwar eine sehr effiziente Herstellungsmethode, es lassen sich bei einer vollumfänglichen Prozessbetrachtung jedoch noch Potentiale erschließen.

Der Indikator für Prozessoptimierung

Ein einfacher Indikator für die Prozesseffizienz ist die „Overall Equipment Efficiency“ (OEE). Er betrachtet gesamtheitlich den Herstellungsprozess und zeigt auf, dass neben der produzierten Stückzahl unteranderem die produzierte Qualität eingeht. Durch die Optimierung der Prozessparameter, lassen sich dabei sogenannte verstecke Maschinen erschließen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Das folgende Beispiel zeigt grob, unsere Möglichkeit den Gießprozess einer Kaltkammer-Druckgussmaschine in der ersten Phase zu optimieren.

Einflussgrößen

Das Füllen der Gießkammer hängt von einer Vielzahl an Parametern ab. 

  • Fallhöhe,
  • Neigungswinkel und
  • die Richtung mit der die Schmelze in die Gießkammer trifft. 

Ebenfalls sind Größen wie Legierung, Volumenstrom und Temperatur für den Prozess relevant. All diese Einflussgrößen lassen sich bei der digitalen Prozessanalyse variieren.

Weiteren Einfluss haben die Umgebungsbedingungen, genauso lassen sich diese Parameter in unserer Prozesssimulationssoftware beeinflussen. Die Definition dieser Parameter macht vor allem bei der Zyklensimulation Sinn, da so die Effekte des Flusses der Wärmeenergie korrekt abgebildet werden.

Die vereinfachte Schnittdarstellung zeigt einzelne Areale, bei denen die unterschiedlichen Randbedingungen vorgegeben sind. Natürlich lassen sich hier detailliertere Umgebungen definieren.

  • Kühlungsparameter
  • Kolbentemperatur
  • Umgebungstemperatur
  • Starttemperatur von Formkomponenten

Chancen durch die Auswertung

Das folgende Beispiel zeigt grob, unsere Möglichkeit den Gießprozess einer Kaltkammer-Druckgussmaschine in der ersten Phase zu optimieren.

Mit unseren Kunden können wir auf dieser Basis über Möglichkeiten der Verbesserung im Prozess sprechen. Des Weiteren können diese Informationen als Basis für die nächsten Simulationsschritte verwendet werden.

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