Optimierung der Temperaturführung eines segmentierten Temperiersystems für Spritzgießwerkzeuge

Ziel deiner Arbeit ist es, eine vorhandene Temperierregelung durch Anpassung verschiedener Parameter zu optimieren und das zugrundeliegende Wärmetransportmodell zu erweitern.

Spritzgießwerkzeug mit hochdynamischern lokalen Temperierzonen | Bild: IKV

Verzug durch inhomogene Schwindung im Bauteil gemäß dem pvT-Verhalten des Kunststoffs | Bild: IKV

Im Zuge der Nachhaltigkeit gilt es den Ausschuss von Spritzgießbauteilen weitestgehend zu vermeiden. Daher sind wir am IKV dazu bestrebt geometrisch hochpräzise Bauteile mit einer hohen Reproproduzierbarkeit zu fertigen. Dies erfordert jedoch tiefgehende Kenntnisse des schwindungsbedingten Bauteilverzugs, da Verzug ein maßgebliches Ausschusskriterium darstellt.

Durch eine gezielte Manipulation der Prozessgrößen Druck und Temperatur kann das spezifische Volumen von Spritzgießbauteilen gemäß dem pvT-Verhalten homogenisiert werden, wodurch sich der Bauteilverzug minimiert. Da die lokale Werkzeugtemperatur im Vergleich zum Druck einfach manipulierbar ist, haben wir am IKV ein Werkzeug mit 18 individuell steuerbaren Temperierzonen entwickelt. Jede dieser Zonen besitzt ein keramisches Heizelement und eine CO2 Entspannungskammer, wodurch eine lokale, hochdynamische Temperierung ermöglicht wird. Zur Überwachung des Ist-Zustands der Schmelze verfügen alle Zonen über einen Infrarot-Temperatursensor.

Die Regelung der Temperierung erfolgt in Echtzeit über die graphische Programmieroberfläche LabVIEW. Da durch den Wärmeübergang von der Heizkeramik bis zur Kavität eine zeitliche Verzögerung auftritt, wird die Regelung mit einem innovativen modellprädiktiven Ansatz verfolgt. Um diesen zu verbessern, muss das aktuelle Wärmetransportmodell um eine präzisere Temperaturvorhersage erweitert werden.

Deine Aufgabenstellung:

  • Einarbeitung in das aktuelle Regelungskonzept
  • Verbesserung der pvT-optimierten Temperaturführung
  • Weiterentwicklung des Wärmetransportmodells im Spritzgießwerkzeug
  • Implementierung in LabVIEW/MATLAB

Dein Benefit:

  • Mitarbeit an einem innovativen Projekt zur Reduktion des schwindungsbedingten Bauteilverzugs
  • Tiefgehendes Verständnis über das pvT-Verhalten von Polymeren und Wärmevorgänge
  • Einblick über moderne Regelungsstrategien und Simulationen
  • Umfassende Betreuung am IKV

Falls du Interesse hast an einem innovativen Forschungsprojekt mitzuwirken, kannst du dich sehr gerne bei mir melden.

Ansprechpartner
Cemi Kahve, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-96621
E-Mail: cemi.kahve@ikv.rwth-aachen.de