Per Simulation Bauteilkosten senken

Das Testen und Modellieren von rheologischen Materialeigenschaften ist eine unabdingbare Voraussetzung für virtuelle Spritzgieß-Simulationen (Bild: Dätwyler)

29.10.2021 Per Simulation Bauteilkosten senken

Entwicklung, Visualisierung & Optimierung virtueller Konzepte zur Beschleunigung der Dichtungs- und Membranentwicklung

von Dr. Rudolf Randler (Dätwyler Group), Raphael Kaelin (Dätwyler Group), Adrian Haueter (Dätwyler Group)

Nicht nur die Finite-Elemente-Methode (FEM) hat in der Produktentwicklung ein wachsende Bedeutung. Fortschrittliche Simulationstechniken ermöglichen Herstellern von Komponenten für die Fahrzeugindustrie den beschleunigten Transfer virtueller Konzepte in innovative Produkte.

Der Mobilitätssektor unterliegt einem fundamentalen Wandel. Veränderte individuelle und gesellschaftliche Bedürfnisse, disruptive Innovationen durch die Digitalisierung, neu aufstrebende Mobilitätsanbieter und anspruchsvollere Regularien verändern Märkte und Geschäftsmodelle. Der Einsatz zunehmend komplexer und anspruchsvoller Technologien schreitet rasant voran und verlangt nach entsprechend agilen Methoden in der Komponenten- und Bauteilentwicklung, um mit den steigenden Anforderungen Schritt zu halten. Die Innovationszyklen in der Branche werden kürzer und erfordern eine intensivere Zusammenarbeit entlang der gesamten Lieferkette, um neue Mobilitätslösungen erfolgreich, effizient und profitabel in die Produktion überführen zu können.

Angesichts immer kürzerer Produktlebenszyklen sind agile Entwicklungsprozesse gefragt, die wesentlich auf dem Einsatz numerischer Simulationsmethoden beruhen. Insbesondere die FEM-basierte Simulation als integraler Bestandteil des Co-Engineering- Prozesses ermöglicht eine flexible und effiziente Produktentwicklung sowie die Beurteilung einer Vielzahl technischer Fragestellungen, von der Strukturmechanik über Fluidströmungen bis hin zur Vulkanisationskinetik. Die Simulation erleichtert das Verständnis komplexerer Produkte und Produktionsprozesse und hilft, potenzielle Funktions- und/oder Produktionsprobleme zu erkennen, lange bevor reale Prototypen existieren.

Vorrangiges Ziel der Nutzung virtueller Methoden bei der Entwicklung systemkritischer Elastomerbauteile ist die systematische Optimierung des Produkt- und Werkzeugdesigns. So können eine maximale Produktperformance, zuverlässige und effiziente Fertigungsprozesse sowie eine gleichbleibend hohe Produktqualität sichergestellt werden. Zudem wird der Aufwand für die Herstellung funktionaler Prototypen und für deren mechanische Erprobung unter den Bedingungen der späteren Serie deutlich reduziert. Dies bedeutet wiederum, dass innovative Produkte schneller und kostengünstiger auf dem Markt eingeführt werden können.