Simulatsioonid on plastosade arendamise lahutamatu osa. Neid optimeeritakse praktiliste katsete abil. Ühes projektis annab Technology & Innovation (T&I) otsustava panuse Freudenbergi sisemise digitaalse simulatsioonivahendi täiustamisse termoplastide arendamisel. Oluline roll on selles Laudenbachi valuvormide ehitusel.
Plastik on tõusuteel. Juba aastaid ilmnenud suundumus kergkonstruktsiooni poole on elektromobiilsus veelgi tugevdanud. Väiksem kaal tänu kergetele termoplastilistest komponentidele, mis asendavad raskeid metallosi, suurendab sõidukite ulatust. Samuti suudavad keerulised plastosad ühendada mitu funktsiooni. Sageli on need korpused ja samal ajal tihendavad, kaitsevad elektrooniliselt või registreerivad mõõtmisväärtusi integreeritud andurite abil. Need on ka majanduslikult atraktiivsed, eriti suurtes kogustes.
Oma plastilaboriga tugevdas T&I mõned aastad tagasi Freudenberg Sealing Technologies (FST) teadmisi uute plastlahenduste väljatöötamisel. Keskne osa on kaasaegne täisautomaatne survevalu masin näidiste ja katsekehade peaaegu seeriatootmiseks. Selle eripäraks on FST poolt välja töötatud vorm/meistervormi kontseptsioon: “Me ei pea iga uue näidise jaoks valmistama täielikku vormi. Meistervorm jääb alati samaks, ainult vormiplaat muutub, st me vahetame ainult komponentide kaupa olevaid õõnsusi. Nii kiirendame ja vähendame vormi projekteerimise ja valmistamise kulusid ning seega ka kogu arendusprotsessi,” selgitab Matthias Hauer, T&I plastitöötlemisspetsialist.
Prognoosid kasutusaja kohta
Antud juhul nimetatakse 150 eksemplari toodetud näidist multiload-katseprooviks. Selle teeb eriliseks see, et see ei ole loodud kliendi projekti raames, vaid seda kasutatakse ainult sisemise kasutamise eesmärgil. Kliendiks oli Freudenberg Technology Innovation (FTI) mitme Freudenbergi ärirühma hõlmava “ühisprojekti” raames. Üldeesmärk on, et FST soovib luua termoplastide valdkonnas sama oskusteavet ja arendada sama keerulisi komponente kui need, mida on aastakümneid toodetud elastomeeridega.
Digitaalsed simulatsioonid on plastosade arendamisel ja projekteerimisel otsustavaks teguriks, eriti tugevuse ja vastupidavuse osas. “Teil on vaja digitaalset tööriista, et simuleerida oma materjali komponendis,” selgitab Hauer. Eesmärk on usaldusväärselt ennustada kasutusiga. Mida keerukam ja täpsem on simulatsioonimudel – antud juhul kasutatakse lõplike elementide meetodit (FEM) – seda usaldusväärsemalt saab eeldatavat kasutusiga arvutada.
T&I poolt välja töötatud ja toodetud 150 mitmekihilise katseproovi ainus eesmärk on kontrollida Freudenbergi simulatsioonimudelit tegelikkuses. “Nagu sparringupartner, on need detailid mõeldud simulatsiooniprognooside kontrollimiseks,” ütleb Hauer. Katsekehasid tõmmatakse, painutatakse, surutakse, väänatakse, mõnikord katsetatakse neid staatiliselt, mõnikord pannakse nad dünaamiliselt üles- ja allavibratsioonile. “Katsetes määratud materjaliomadused, mõõdetud väärtused ja iseloomulikud väärtused sisestatakse seejärel tagasi simulatsioonimudelisse, et seda optimeerida. See on väärtuslik fundamentaalne arendus. Me vajame selliseid sisukaid simulatsioonimudeleid ettevõttesiseselt, et projekteerida komponente uute, ettevõttesiseselt väljatöötatud materjalidega ning et saaksime avada uusi tooterühmi ja rakendusvaldkondi.”
“Multiload-katseproov” (paremal) on loodud Laudenbachis valmistatud valuvormist.
Kogu tootearendustsükli kaardistamine
Hauer toob seega esile T&I suure eelise nii sise- kui ka kliendiprojektide puhul: “Plastosade arendamisel katame kogu toote loomise tsükli alates ideest kuni vormitud detailini. Meie pädevusvaldkonnad materjalitehnoloogia, tootearenduse ning tootmis- ja menetlustehnoloogia valdkonnas hõlmavad kogu väärtusahelat.”
Tööriistade konstrueerimisel hõlmab see koostööd FNGP Malaisia piirkondliku bürooga (MRO), mille töötajad on tuttavad T&I täisautomaatse survevormimismasina põhivaluvormi kontseptsiooniga. Teine T&I trump plastosade arendamisel on ettevõtte enda valuvormide ehitus. “Multiload-katseproovi taskutest ja ribidest koosneva osa geomeetria on keeruline ja vorm on vastavalt sellele keeruline. Selle valmistamine nõudis tervet rida mehaanilisi töötlemisprotsesse. Seda tähelepanuväärsem on see, et see töötas kohe alguses: isegi esimesed näidised sai probleemideta vormida. Laudenbachi kolleegid tegid tõesti suurepärast tööd,” kiidab Hauer.
