Prozesssimulation des Extrusionsblasformens

Allgemeines zum Projekt

Projekttitel: Prozesssimulation des Extrusionsblasformens

Betreuer: Prof. Dr. Olaf Bruch (FB03/Dr. Reinold Hagen Stiftung), Prof. Dr. Dirk Reith (FB03/TREE), Alexander Busch (Dr. Reinold Hagen Stiftung), Daniel Grotenburg (RIKUTEC Group)

E-Mail: olaf.bruch@h-brs.de

Anzahl Plätze: 1-2

Start: Sommersemester 2023

Studiengänge:

• Maschinenbau Schwerpunkt Mechatronik
• Maschinenbau Schwerpunkt Virtuelle Produktentwicklung
• Nachhaltige Ingenieurwissenschaft

Kurzbeschreibung

Das Extrusionsblasformen ist das Standard-Verfahren zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern. Bei diesem Verfahren wird ein extrudierter Kunststoffschlauch, der sogenannte Vorformling, in einer Hohlform aufgeblasen. Dort erstarrt das Material und der fertige Artikel kann entnommen werden.  Hauptanwendungsgebiete des Blasformens liegen in der Massenproduktion von Verpackungen und in der Kraftfahrzeugindustrie.

Zur Simulation des Aufblasvorganges werden oft spezialisierte Programme wie das Programmsystem B-SIM der Fa. Accuform eingesetzt. Dieser Ansatz hat Vorteile bzgl. Bedienbarkeit und der Rechengeschwindigkeit, gleichzeitig wurden die Ergebnisse messtechnisch oft validiert. Andererseits handelt sich in vielen Bereichen um Black-Box-Programme mit eingeschränktem Funktions- und Schnittstellenumfang. Eine Anpassung an erweiterte Aufgabenstellungen oder die Einbindung in z.B. einen Optimierungsworkflow ist nicht oder nur mit großem Aufwand möglich.

Übergeordnetes Ziel des Projektes ist der Vergleich alternativer Programmsysteme zur Prozesssimulation des Extrusionsblasformens. Zur Validierung der Ergebnisse besteht die Möglichkeit, Versuchsreihen an Produktionsmaschinen der Dr. Reinold Hagen Stiftung oder der RIKUTEC Group durchzuführen.

Projektphasen

Masterprojekt 1: Einarbeitung in den Blaformprozess. Simulation des Aufblasprozesses mit B-SIM sowie einem allgemeinen FEM-Struktur-Solver (Simulia/Abaqus oder Altair/Radios)

Masterprojekt 2: Simulation der Aufblasprozesses mit alternativen, auf die Beschreibung von Kunststoff-Schmelzen spezialisierten Programmen (z.B. Polyflow, BlowView)

Masterthesis: Simulation des Aufblasprozesses mit dem OpenSource-CFD-Solvers OpenFOAM
Alternativ: Simulative Betrachtung der Schmelzeströmung in der Düse