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Eintrag vom 17.12.2025
In der Entwicklung technischer Kunststoffbauteile entscheidet die Qualität der ersten Werkzeugauslegung oft über Projektkosten, Maßhaltigkeit und Stabilität im Serienprozess. Komplette Moldflow-Analysen – also die durchgängige Simulation von Füllung, Druck, Kühlung und Verzug – sind heute ein zentrales Werkzeug, um Bauteil- und Werkzeugdesign frühzeitig abzusichern. Sie reduzieren Korrekturschleifen, minimieren Risiken und ermöglichen robuste Serienprozesse, lange bevor ein Gramm Kunststoff tatsächlich verarbeitet wird.
Die Anforderungen an technische Bauteile in Maschinenbau, Gerätebau und Medizintechnik steigen kontinuierlich: hohe Maßhaltigkeit, geringe Verzugsanfälligkeit, reproduzierbare Qualität. Gleichzeitig sollen Werkzeuge schneller entstehen, mit weniger Änderungsaufwand und kalkulierbaren Serienkosten. Eine vollständige Spritzgießsimulation leistet genau das:
Simulationen beantworten zuverlässig Fragen rund um Füllbild, Druck, Schwindung, Hotspots und Verzug. Was sie nicht leisten: Konstruktionsfehler kompensieren. Wenn ein Bauteil konstruktiv an seine physikalischen Grenzen stößt, zeigt die Simulation dies klar auf – und ermöglicht eine gezielte Überarbeitung.
Eine „komplette“ Moldflow-Analyse besteht nicht aus einer einfachen Füllstudie. Sie umfasst alle Prozessphasen des Spritzgusszyklus.
In der Füllstudie wird untersucht:
Sie zeigt zudem, ob die gewählte Anguss-Position sinnvoll ist und ob Wandstärken, Rippen oder Domgeometrien zu Hindernissen führen.
Im Nachdruck entscheidet sich, ob:
Insbesondere bei dickeren Bereichen, Rippen und Funktionsdoms liefert diese Analyse klare Optimierungsansätze.
Die Kühlung beeinflusst mehr als 60–80 % der Zykluszeit – und damit die Stückkosten. In der Simulation werden untersucht:
Eine ineffiziente Kühlung ist oftmals einer der Haupttreiber für Verzug. Genau hier liefert die Simulation wertvolle Erkenntnisse.
Die Kühlung beeinflusst mehr als 60–80 % der Zykluszeit – und damit die Stückkosten. In der Simulation werden untersucht:
Eine ineffiziente Kühlung ist oftmals einer der Haupttreiber für Verzug. Genau hier liefert die Simulation wertvolle Erkenntnisse.
Für präzise Ergebnisse genügt nicht allein das CAD-Modell. Entscheidend sind vollständige und korrekte Eingabedaten.
Ob Volumennetz (3D) oder Dual-Domain hängt vom Bauteil ab. Wichtig ist:
Inseits, Inserts oder Heißkanaldüsen sollten modelliert sein, wenn sie thermisch oder prozesstechnisch relevant sind.
Für technische Thermoplaste sind folgende Materialdaten essenziell:
Unvollständige Materialdaten führen zu unzuverlässigen Ergebnissen – deshalb bevorzugen viele CAE-Experten vollständig charakterisierte Materialdatensätze.
Eine präzise Simulation nutzt ein realitätsnahes Prozessfenster:
Die Simulation erzeugt eine Vielzahl an Plots und Kennzahlen. Entscheidend ist, diese richtig zu lesen.
Simulation zeigt:
Diese Informationen sind direkt in Konstruktions- und Werkzeugänderungen überführbar.
Wichtige Fragen:
Die Simulation zeigt:
Damit lassen sich Werkzeugabstimmungen und Maschinenfreigaben sauber absichern.
Simulationen decken regelmäßig wiederkehrende Fehlerbilder auf:
Gerade bei medizintechnischen Bauteilen oder Funktionskomponenten sind diese Erkenntnisse entscheidend für eine stabile Serie.
Mit Simulation können Varianten objektiv verglichen werden statt auf Erfahrungswerte angewiesen zu sein.
Ziele:
Konturnahe Kühlung reduziert:
Simulation zeigt sofort, ob sich der Aufwand für konturnahe Kanäle wirtschaftlich lohnt.
Vorteil: Nur Simulation ermöglicht objektiven Vergleich von:
Für vollständige Analysen sind mehrere CAE-Lösungen etabliert:
Marktstandard, umfangreich, ideal für klassische Thermoplastanwendungen und komplexe Prozessanalysen.
Sehr stark in 3D-Kühlungsberechnungen, konturnaher Kühlung und detaillierten Verzugsanalysen.
Simulation des gesamten Werkzeugblocks inklusive Zyklen, ideal für Duroplast-, PUR- und thermisch anspruchsvolle Werkzeuge.
Effiziente Berechnungszeiten, KI-gestützte Variantenanalysen, präzise Schwindungs- und Verzugsmodelle.
Eine vollständige Moldflow-Analyse ist immer dann sinnvoll, wenn:
Sie reduziert Werkzeugänderungen, senkt Kosten und erhöht die Prozessstabilität. Ein klarer Vorteil für Konstruktion, Werkzeugbau und Serienfertigung.
Eine Moldflow-Analyse bildet den kompletten Spritzgießzyklus virtuell ab von der Füllphase über den Nachdruck und die Kühlung bis hin zum Verzug des Bauteils nach dem Entformen. Typische Ergebnisse sind:
Damit liefert die Simulation ein vollständiges Prozessverständnis, das im realen Versuch oft erst nach mehreren Iterationen sichtbar würde.
Die Genauigkeit hängt maßgeblich von drei Faktoren ab:
Sind diese Voraussetzungen erfüllt, erreichen moderne Simulationen eine erstaunlich hohe Präzision:
Wichtig ist: Simulation ersetzt nicht die praktische Erprobung, sie reduziert aber deren Anzahl und sorgt für deutlich zielgerichtetere Werkzeugkorrekturen.
Die Kosten richten sich vor allem nach dem Analyseumfang und der Komplexität des Bauteils. Richtwerte:
Preisbestimmend sind u. a.:
Für Projekte mit hoher Maßhaltigkeit z. B. medizintechnische Komponenten lohnt sich die Simulation praktisch immer, da Werkzeugänderungen deutlich teurer wären.
Es gibt keine allgemeingültige „beste“ Software. Entscheidend ist der technische Anwendungsfall:
Welche Lösung man einsetzt, hängt vom Fertigungsprofil, den Materialien und dem benötigten Detailgrad ab.
Ja, moderne Verzugssimulationen sind heute erstaunlich präzise, sofern die Eingabedaten stimmen. Verzugsberechnungen berücksichtigen:
Mit vollständigen Materialkennwerten, einem detailgetreuen Kühlkanalmodell und realistischem Prozessfenster lassen sich Verzugsrichtungen und -beträge bereits sehr zuverlässig prognostizieren. Besonders wertvoll ist, dass die Simulation nicht nur den Betrag des Verzugs zeigt, sondern auch die Ursache und damit gezielte Konstruktions- oder Prozessanpassungen ermöglicht.
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