Anpassung der Wanddickenverteilung thermogeformter Becher
Im Thermoformverfahren werden Folien unter Einfluss von Wärme zur dreidimensionalen Formteilen verstreckt. Klassische Anwendungen sind beispielsweise Verpackungsprodukten wie Becher. Die Folien mit einer homogenen Ausgangsdicke werden unterschiedlich stark verstreckt, sodass eine inhomogene Wanddickenverteilung für die Formteile charakteristisch ist. Infolge dessen muss das Formteil auf Dünnstellen hin dimensioniert werden, sodass alle anderen Bereiche überdimensioniert sind. Die Umformeigenschaften der Folien werden maßgeblich durch die lokale Halbzeugtemperatur bestimmt. Mit dem Ziel, die Umformeigenschaften zu optimieren, wird ein neuartiger Kühlstempel verwendet, der ein Temperaturprofil auf der Folie erzeugt. Damit lässt sich die Wanddickenverteilung der gefertigten Formteile optimieren und somit die Materialeffizienz steigern.
Um der Folie lokal Wärme zu entziehen, wird der Kühlstempel auf die Folie aufgefahren, sodass ein Kontakt entsteht (s. Bild). Die Geometrie des Stempels sowie dessen Temperatur und die Folietemperatur bestimmen neben der Kontaktfläche das resultierende Temperaturprofil. Je nach Temperaturdifferenzen, Geometrie und zeitlichem Ablauf der Profilierung ergeben sich unterschiedliche Prozessbedingungen und Temperaturprofile. Die verschiedenen Temperaturprofile bedingen die resultierenden Wanddickenverteilungen der Formteile.
Deine Aufgabe besteht darin, den Einfluss verschiedener Prozessparameter auf das Temperaturprofil sowie die Wanddickenverteilung zu untersuchen. Dafür ermittelst Du zuerst, wie ein benötigtes Temperaturprofil aussehen muss, um eine definierte Wanddickenverteilung der Formteile zu erzeugen.
Durch eine anschließende Analyse der Einflüsse können die benötigte Stempelgeometrie und die Prozessparameter präziser vorhergesagt und der Auslegungsprozess der Kühlstempel verkürzt werden.
Wenn Du Interesse an einem spannenden und aktuellen Thema mit hohem Bezug zur Industrieanwendung hast, melde Dich gerne bei mir. Den Zeitplan und detaillierte Inhalte Deiner Arbeit können wir gerne in einem persönlichen Gespräch diskutieren.
Ansprechpartner:
Dennis Balcerowiak, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-28348
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