Simulation der Temperaturprofilierung durch aktive Kühlung im Thermoformen

Ziel deiner Arbeit ist es, die aktive Kühlung zur Temperaturprofilierung im Thermoformprozess zu implementieren und zu analysieren. Anschließend kann eine Validierung durch Versuche stattfinden.

Profilierung der Halbzeugtemperatur im Thermoformen mittel aktiver Kühlung

Im Thermoformverfahren werden Folien mit einer homogenen Dicke unterschiedlich stark verstreckt, sodass eine inhomogene Wanddickenverteilung für die hergestellten Bauteile charakteristisch ist. Infolge dessen muss das gesamte Bauteil auf diese Dicke dimensioniert werden, sodass alle anderen Bereiche dagegen überdimensioniert sind. Die Umformeigenschaften von Halbzeugen werden im Thermoformen maßgeblich durch die lokale Halbzeugtemperatur bestimmt. Mit dem Ziel, die Umformeigenschaften zu optimieren, wird in einem Forschungsprojekt durch Kühlstempel mit unterschiedlichen Stempelgeometrien und Materialeigenschaften ein Temperaturprofil auf dem Halbzeuge erzeugt. Damit lässt sich die Wanddickenverteilung der gefertigen Formteile optimieren und somit die Materialeffizienz steigern.

Zur Berechnung der Stempelgeometrie soll eine am IKV entwickelte Software zur Simulation der Halbzeugtemperatur verwendet werden. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Erweiterung der Simulationssoftware zur Analyse der aktiven Kühlung. Deine Arbeit könnte wie folgt gegliedert werden:

  • Kalibrierung der Software mit den Randbedingungen der Technikumsanlage des IKV (Anpassung der vorhandenen Materialmodelle)
  • Erweiterung der Software um Kühlstempel zur Temperaturprofilierung
  • Detaillierte Beschreibung der Wärmeleitung bei der Stempel-/Halbzeuginteraktion
  • Validierung und optional Optimierung der berechneten Temperatur- bzw. Wanddickenverteilung an praktischen Untersuchungen

Da die benötigten Programme, Halbzeuge und Maschinen bereits vorhanden sind, könntest Du direkt mit Deiner Arbeit beginnen. Wenn Du Interesse an dieser Arbeit mit simulativen Schwerpunkt und motivierten Mitarbeitern hast, melde Dich einfach bei mir und wir können Weiteres besprechen.

Ansprechpartner
Dennis Balcerowiak, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-28348
E-Mail: dennis.balcerowiak@ikv.rwth-aachen.de