Implementierung der Heatpipe-Temperierung in eine Rheologiesoftware für Kunststoffe (SimHeaP)

Spritzgießen, Spritzgießwerkzeuge, Kunststofftechnik, Temperierung, Kühlung, Zykluszeit, Kühlzeit, Simulation, Energiereduktion, Energiesparen, Heatpipes, Wärmerohr

Hochschule Bielefeld

Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Projektbeteiligung

SIMCON kunststofftechnische Software GmbH
Richter Werkzeugbau GmbH

Laufzeit
01.08.2022 – 31.07.2024

Projektförderung

Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 02K21K012 gefördert.

  
Kurzbeschreibung

Das Projekt hilft durch den Einsatz von Heatpipes Zeit, Energie und Kosten beim Spritzgießen von Kunststoffen zu sparen. Heatpipes bestehen aus einem hermetisch verschlossenen Raum mit einer Kapillarstruktur in dem ein unter Unterdruck stehendes Fluid seine Phase wechselt. Sie haben drei Abschnitte: Verdampfer, Transportzone und Kondensator. Die Wärme wird vom Verdampfer zum Kondensator transportiert. Heatpipes ermöglichen eine effizientere Kühlung als konventionelle Verfahren. Eine homogene Kühlung ist beim Spritzgießen qualitätsentscheidend. Sie führt zu geringerem Ausschuss und Energieverbrauch, verbessert die Ökobilanz und reduziert Zykluszeiten. Dies führt zu besserer Maschinenauslastung und geringeren Kosten. Wegen ihrer komplexen Thermodynamik ist es mit konventionellen Simulationsmethoden jedoch noch sehr aufwändig für Werkzeugkonstrukteure, Heatpipes auszulegen. Das bremst ihre Adoption in der Praxis. Wir möchten dies deutlich vereinfachen, indem wir das Verhalten von Heatpipes direkt in die Spritzgießsimulationssoftware CADMOULD integrieren.

Im Projekt entwickelt die HSBI eine „Digitale Referenz-Heatpipe“, die in die Simulationssoftware CADMOULD integriert wird. Zur Entwicklung der Digitalen-Referenz-Heatpipe vermisst die HSBI die Leistungsströme von realen Heatpipes. Damit können Leistungsströme für den Wärmetransport in Abhängigkeit der Heatpipe-Geometrien und der anliegenden Temperaturen bestimmt und in die Simulationssoftware eingebaut werden.