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Verbesserung der Energieeffizienz durch Simulationsverfahren

Computerunterstütze Methoden zur (Voraus-)Berechnung von Material und Bauteileigenschaften sind ein wesentlicher Bestandteil moderner Entwicklungsprozesse.

Mit Hinblick auf geringer werdende Ressourcen und steigende Energiekosten bieten Simulationsverfahren ein hohes Potential sowohl Kosten als auch den zeitlichen Aufwand bei der Entwicklung von Maschinen, Verfahren und Materialien zu senken und somit die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Jedoch befinden sich 3-D-Simulationsmethoden für die Kunststoffverarbeitung noch an der Schwelle zur breiten industriellen Anwendung. Wir verbinden dafür die methodischen Kompetenzen im Bereich der numerischen Methodik mit den bereits heute exzellenten experimentellen Kompetenzen, um damit Simulationsverfahren effizient bei der Verarbeitung von Kunststoffen einzusetzen.

Im Bereich der Extrusion und Materialentwicklung liegt der Schwerpunkt zum einen auf der Modellierung von Extrusionswerkzeugen. Mittels der Finiten Volumen Methode wird die Entwicklung von Verfahren zur Bestimmung eines akzeptablen Prozess- und Materialfensters für das entsprechende Werkzeug untersucht.

Zum anderen wird die Modellierung der Plastifizierseite fokussiert. Dabei steht die Simulation der Schmelzeförderung in vollgefüllten und teilgefüllten Abschnitten, die Berechnung sowohl der Feststoffförderung als auch des Aufschmelzverhaltens im Mittelpunkt des Projektes. Die erzielten Ergebnisse werden mit geeigneten experimentellen Untersuchungen überprüft, so dass am Ende eine Validierung der Software steht.