Simülasyonlar, plastik bileşenlerin geliştirilmesinin ayrılmaz bir parçasıdır. Pratik testler yoluyla optimize edilirler. Bir proje kapsamında Teknoloji ve İnovasyon (T&I), termoplastik geliştirmede Freudenberg’in dahili dijital simülasyon aracının iyileştirilmesine belirleyici bir katkıda bulunuyor. Laudenbach’taki kalıp yapımı bunda önemli bir rol oynuyor.
Plastik yükselişte. Yıllardır belirgin olan hafif yapıya yönelik eğilim, elektromobilite ile daha da güçleniyor. Ağır metal parçaların yerini alan hafif termoplastik bileşenler sayesinde daha az ağırlık, araçların menzilini artırıyor. Karmaşık plastik parçalar da çeşitli işlevleri bir araya getirebiliyor. Genellikle muhafaza görevi görürler ve aynı zamanda sızdırmazlık sağlarlar, elektronik olarak koruma sağlarlar veya entegre sensörler kullanarak ölçülen değerleri kaydederler. Özellikle büyük miktarlarda ekonomik olarak da caziptirler.
Birkaç yıl önce T&I, Freudenberg Sealing Technologies’in (FST) yeni plastik çözümlerinin geliştirilmesindeki uzmanlığını kendi plastik laboratuvarı ile güçlendirdi. Laboratuvarın en önemli parçası, numunelerin ve test numunelerinin yakın seri üretimi için modern bir tam otomatik enjeksiyon kalıplama makinesidir. Özelliği ise FST tarafından geliştirilen bir kalıp/ana kalıp konsepti: “Her yeni numune için komple bir kalıp üretme zahmetine girmemize gerek yok. Ana kalıp her zaman aynı kalıyor, sadece kalıp eki değişiyor, yani sadece bileşene özgü boşlukları değiştiriyoruz. Bu şekilde, kalıp tasarımı ve yapımını ve dolayısıyla tüm geliştirme sürecini hızlandırıyor ve maliyetini düşürüyoruz” diyor T&I plastik işleme uzmanı Matthias Hauer.
Hizmet ömrü tahminleri
Bu özel durumda, 150 kopya olarak üretilen numune Multiload Test Numunesi olarak adlandırılır. Bu örneği özel kılan şey, bir müşteri projesinin parçası olarak oluşturulmamış olması, yalnızca dahili amaçlar için kullanılmış olmasıdır. Müşteri, Freudenberg İş Gruplarını kapsayan bir “Ortak Proje” kapsamında Freudenberg Technology Innovation (FTI) idi. Genel amaç, FST’nin termoplastiklerde aynı uzmanlığı oluşturmak ve onlarca yıldır elastomerlerle üretilenler kadar karmaşık bileşenler geliştirmek istemesidir.
Dijital simülasyonlar, özellikle mukavemet ve dayanıklılık açısından plastik parçaların geliştirilmesi ve tasarımında belirleyici bir faktördür. Hauer, “Malzemelerinizi bileşen içinde simüle etmek için dijital bir araca ihtiyacınız var” diye açıklıyor. Amaç, hizmet ömrünü güvenilir bir şekilde tahmin etmektir. Bir simülasyon modeli ne kadar sofistike ve hassas olursa – bu durumda sonlu elemanlar yöntemi (FEM) kullanılır – beklenen hizmet ömrü o kadar güvenilir bir şekilde hesaplanabilir.
T&I tarafından geliştirilen ve üretilen 150 çoklu yük test numunesi, Freudenberg simülasyon modelini bir gerçeklik kontrolüne tabi tutma amacına hizmet ediyor. Hauer, “Bir idman partneri gibi, parçalar simülatif tahminleri doğrulamaya hizmet ediyor” diyor. Test numuneleri çekilir, bükülür, preslenir, bükülür, bazen statik olarak test edilir, bazen de dinamik olarak aşağı yukarı titreştirilir. “Testlerde belirlenen malzeme özellikleri, ölçümler ve karakteristik değerler daha sonra simülasyon modelini optimize etmek için modele geri beslenir. Bu çok değerli bir temel gelişme. Şirket içinde geliştirilen yeni malzemelerle bileşenler tasarlayabilmek ve yeni ürün grupları ve uygulama alanları açabilmek için şirket içinde bu tür anlamlı simülasyon modellerine ihtiyacımız var.”
“Multiload Test Örneği” (sağda) Laudenbach’ta üretilen kalıptan oluşturulmuştur.
Tüm ürün geliştirme döngüsünün haritalanması
Hauer bu nedenle T&I’nin hem şirket içi hem de müşteri projelerinde önemli bir avantajının altını çiziyor: “Plastik parçaların geliştirilmesinde, fikirden kalıplanmış parçaya kadar tüm ürün oluşturma döngüsünü kapsıyoruz. Malzeme teknolojisi, ürün geliştirme, üretim ve proses teknolojisindeki uzmanlık alanlarımız tüm değer zincirini kapsıyor.”
Takım tasarımında, çalışanları T&I’nin tam otomatik enjeksiyon kalıplama makinesinin ana kalıp konseptine aşina olan Malezya’daki FNGP Bölge Ofisi (MRO) ile işbirliği de buna dahildir. T&I’nin plastik parçaların geliştirilmesindeki kozlarından bir diğeri de şirket içi kalıp yapımıdır. “Cepler ve nervürlerden oluşan Multiload Test Numunesinin parça geometrisi karmaşıktır ve kalıp da buna bağlı olarak zordur. Üretimi bir dizi mekanik işleme süreci gerektirdi. En başından beri çalışıyor olması daha da dikkat çekici: ilk numuneler bile sorunsuz bir şekilde kalıptan çıkarılabildi. Laudenbach’taki meslektaşlarımız gerçekten harika bir iş çıkardılar” diyerek Hauer’i övüyor.
