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Autor Thema:  Plastikextrusion Werkzeugdesign berechnen (243 mal gelesen)
Rentner.Udo
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erstellt am: 12. Sep. 2021 12:51    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo, Ich habe mir einen Extruder nach dem Vorbild von Precious Plastic gebaut.
Schnecke 30 mm Durchmesser.
Damit möchte ich jetzt verschiedene Hohlkammerprofile extrudieren und suche nach Berechnungsprogrammen mit denen ich die Werkzeuge durch Rückwärtsberechnung simulieren und anpassen kann und als dxf.Datei für meine CNC Fräse (und CAM)ausgeben kann.

Nach einwöchiger Recherche hab ich soviel gesehen aber auch nichts gesehen, da es so viele Querverweise auf den CAD Fem Cfd Seiten gibt, das man nichts wirklich findet.

Ich bitte mal einfach um Hilfe um in die richtigen Programme verwiesen zu werden.

Danke im voraus
Udo

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 12. Sep. 2021 14:33    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo, willkommen bei CAD.de.
Für soche Aufgaben ist der Begriff Plastik, nicht angebracht, Du solltest Kunststoff schreiben.
Wenn Du so tief einsteigen willst, wirst du mit DXF nicht weit kommen. Das ist meistens nur zweidimensional sinnvoll. 
Die rheologische ( Lehre vom Fließen ) Berechnung bei Kunststoff ist sehr komplex, weil jede Eigenschaft von mindestens einer anderen abhäng, vor allem von der Temperatur.
Mit den üblichen FEM Programmen kommst Du da nicht weit.
Dafür gibt es spezielle FEM Prgrammene:
    CADMOULD (Simcon)
    Moldex3D (SimpaTec)
    Moldflow (Autodesk)
Du kannst versuchen von einem eine Demo - Version zu bekommen.

------------------
Klaus

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Duke711
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Naja ist so nicht richtig.

1. Moldex3D ist eine Simulationsumgebung für Gießprozesse von Kunststoffen und hat mit FEM nichts zu tun (CFD)
2. Hat weder Fließen (plastische Verformung), Kriechen oder Verfestigung was mit FEM zu tun, sondern beschreibt nur ein Materialmodell, was in jedem kommerziellen FEM Programm wie z.B. Abaqus, Ansys etc. berücksichtigt werden kann. So können hypelastischen Materialen, bis hin zu Beton oder andere geomechanischen Materialen mathematisch beschrieben werden. Auch kann man ein eigenes Materialmodell implementieren. Hier zu gibt es keinerlei Einschränkungen.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 12. Sep. 2021 editiert.]

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 12. Sep. 2021 19:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

Es geht hier um das Extrudieren von Kunststoff.
Es geht nicht um Gießen, es geht nicht um plastische Verformung,  es geht auch nicht um Metall-Fließpressen.
Rheologische Simulationsprogramme  für Kunststoff bassieren sehr wohl auf FEM.
Der Unterschied zwischen FEM und CFD ist nicht so groß .
Man kann auch nicht zwischen Kunststoff und Metall die Elemente oder Materialmodelle austauschen und dann in einem anderen Programm berechnen. 

------------------
Klaus

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Duke711
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erstellt am: 12. Sep. 2021 21:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

Nein eben nicht. Moldex 3D ist ein CFD Programm, basierend auf die FVM (Finite Volumen Methode) und hat auch nicht mal im Ansatz was mit FEM zu tun. Somit hat man bei CFD stets statische Kontrollvolumina die sich im Gegensatz zu FEM nicht verschieben können. Grund warum kein FEM eingesetzt wird ist der nicht lineare Konvektionstherm der Navier Strokes Gleichungen welches ein unsymmetrisches Gleichungssystem bezüglich FEM darstellen würden und somit der FEM Solver nicht konvergieren wird. Es werden dafür weitere Randbedingungstherme benötigt.
Es gibt CFD Solver basieren auf FEM wie Comsol oder Moldflow, diese sind aber leider ungenau und instabil und können für komplexe Simulationen selten verwendet werden. Das Portfolie von Moldex 3D is wesentlich größer als das von Moldflow.
Wer behauptet CFD und FEM wäre fast das gleiche, hat sich noch nie mit CFD beschäftigt. Selbst wer jahre lange Erfahrung in FEM hat, fängt bei CFD von Null an und auch ist Lernkurve in CFD deutlich steiler.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 12. Sep. 2021 editiert.]

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Rentner.Udo
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Danke,
Es geht hier um Kunststoffextrusion, hauptsächlich PVC, PE und Hdpe aus
Granulat und Schredderflakes.
Spritzgiessen ist doch etwas anders und hier bei den genannten Programmen das Ziel.
Leider ist das nicht mein Ziel.
Ich möchte das Umformwerkzeug von 30mm Durchmesser auf Hohlprofile berechnen.

Das Programm sollte eine Austrittsöffnung 2D oder 3D als dxf oder dwg einlesen können,eventuell auch mehrere Schnitte, die Materialparameter eingeben lassen und das ganze sollte dann mit einem FEM oder CFD Netz simuliert werden und  die Geometrien der verschiedenen Durchflusszonen anpassen und als dxf oder dwg wieder zur Weiterverarbeitung speichern.

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N.Lesch
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Hallo, es gibt bei PE ( Polyethylen )  hauptsächlich HD-PE und LD-PE . 
HD und LD bedeutet High Density und Low Density ( Hohe Dichte und niedrige Dichte )  Ich würde das nicht zusammen mit PVC mischen.
( transparente Folien sind meistens LD-PE , HD-PE ist von Natur aus weiß, transparentes PVC ist leicht bläulich und vergilbt leicht in der Sonne,  )
Wie immer bei Thermoplasten kommt es auch bei einem Rohr auf die Wanddicke an. 2 bis 3 mm schätze ich hier als günstig ein. 
Bei dem Durchmessern für das Werkzeug mußt Du noch den Schwund dazu rechnen.  Der hängt von vielen Faktoren ab, hauptsächlich wie schnell nach dem Austritt aus der Düse gekühlt wird. Am wirksamsten ist Kühlen mit Wasser gleich hinter der Düse. Ich schätze den Schwund hier auf 2 bis 4 % .

------------------
Klaus

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Duke711
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Moldex 3D und Ansys Polyflow können beide Extrusionen.
In wie weit bei Moldex 3D Topologieoptimierung unterstützt und automatisieren zu ist, ist mir nicht bekannt.
Bei Ansys Polyflow gibt es da keine Einschränkungen, das dies auf Fluent basiert.

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Hochvakuum
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Moin,

habe mir mal die Seite von Precious Plasic angesehen.
Sieht wie ein Startup aus, das nach Ideen und Lösungen sucht.
Als KuFo fallen mir da sofort viele Ungereimtheiten auf. Betrifft Theorie und Praxis.
Alleine der Vergleich PVC und PE, sowie Granulat und "Mahlgut" sind jeweils wie Himmel und Hölle, die schwer zu vereinbar sind.

Viel Spass bei der Lösung des Problems.

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Wolfen1982
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Servus,

wie ist denn Erwartung zur Lösung der Aufgabe. Aus den hier aufgezählten Eingangsgrößen soll eine Software das fertige Werkzeug berechnen? Allein zwischen einem PVC Werkzeug und einem für PE gibt es erhebliche Unterscheide. Sowie bei der Maßhaltigkeit muss man sich vorher auf ein Material festlegen..bei sehr ähnlichen Materialen kann man auch mal wechseln.

------------------
MfG Wolfen

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Rentner.Udo
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erstellt am: 14. Sep. 2021 19:50    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von Wolfen1982:
Servus,

wie ist denn Erwartung zur Lösung der Aufgabe. Aus den hier aufgezählten Eingangsgrößen soll eine Software das fertige Werkzeug berechnen? Allein zwischen einem PVC Werkzeug und einem für PE gibt es erhebliche Unterscheide.




Zweimal Genau.
Nach etwas RechercheAbstand habe ich mehrere Programme entdeckt,
Kosten entdeckt, die meine Rente restlos verschlingen,

VEL von Compuplast
Polyxtrude
Click2extrude von solidthinking

Dabei bei sind mir Linzenzmodelle bekannt geworden, die bezahlbar sind, denn Jahreslizenzen kann ich mir nicht leisten.
Pay per Berechnung scheint mir eine Lösung zu sein, denn ich brauche nicht 100 Berechnungen im Jahr sondern alle Monate mal eine.
Ich werde mich wohl an einen Dienstleister wenden.

Udo


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Wolfen1982
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erstellt am: 15. Sep. 2021 08:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin Udo,

das wäre auch meine Empfehlung dies über einen Dienstleister zu machen. Die können dann im Idealfall die Software schon bedienen.
Ebenso muss dir bewusst sein, dass kein fertiges Werkzeug nach der Berechnung raus kommt. Das ist nur im Werbevideo so. Danach kennst du die Dimensionen und Längen- Durchmesserverhältnise usw.. Dann müssen allerdings daraus noch vernünftige CAD Modelle Konstruiert werden. Was das Berechnungsprogramm ausgibt ist nicht unbedingt herstellbar...Wandstärken des WZ, Tiefen- Breitenverhältnisse von irgendwelchen Taschen oder einfach genügend Platz für eine Schraube.


------------------
MfG Wolfen

[Diese Nachricht wurde von Wolfen1982 am 15. Sep. 2021 editiert.]

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N.Lesch
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erstellt am: 15. Sep. 2021 08:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn die Materialeingenschaften nicht genau bekant sind, das ist bei Recycling Material immer so,  kann auch die Berechnung nicht genau sein. Die Eigenschaften ändern sich auch mit der Zeit.
Allerdings ist es bei runden Rohren auch nicht schwer die Parameter anzupassen.

------------------
Klaus

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Servus,

ich habe mir gerade die DIY Extruder von Precious Plastic mal angeschaut. Wenn deiner denen von der Homepage entspricht, würde ich meine Empfehlung noch mal anpassen. Lass das mit der Berechnung sein und konstruiere das Werkzeug durch "scharfes Hinsehen". Die Berechnung wird wahrscheinlich teurer als der Extruder selbst.
Die Antworten die du bisher bekommen hast beziehen sich auf völlig andere Voraussetzungen. Wir sind es gewohnt, wenn Dinge vorher Simuliert werden, geht es um hohe Stückzahlen wo die Abmessungen auf 0,01 stimmen müssen.
Ich würde an deiner Stelle zu einer CNC Bude gehen. Denen genau beschreiben was du willst und es direkt bauen lassen. Da du von verschiedenen Hohlprofilen schreibst, sollte dann die zweite Variante optimiert werden. Dann hast du viel Geld gespart.
Für technisch anspruchsvollere Dinge, brachst du einen richtigen Extruder.

------------------
MfG Wolfen

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Zitat:
Original erstellt von Wolfen1982:
Was das Berechnungsprogramm ausgibt ist nicht unbedingt herstellbar...Wandstärken des WZ, Tiefen- Breitenverhältnisse von irgendwelchen Taschen oder einfach genügend Platz für eine Schraube.


Ich halte von diesen FEM "Klickprogrammen" wie "Click2extrude" oder "Compuplast" sowie nichts. Zumal es hier noch nicht mal veröffentlichte validierte Cases mit dem Feldversuchen angeboten werden. Die FEM Programme können die Strömungsverhältnisse gar nicht genau auflösen und basieren auf störende Randbedigungstherme. Bei einfachen Sachverhalten ist dies nicht von Bedeutung, sehr wohl aber bei nicht linearen Strömungen mit Phasenwechsel.

Entweder richtige CFD Software die auf FVM basiert und besser das Geld sparen.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 15. Sep. 2021 editiert.]

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Rentner.Udo
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Hohe Stückzahlen....
Wo fängt das an beim Extrudieren?
Mit den ersten Metern für die Bemusterung oder ab 100km...

Das Werkzeug muss doch spätesten paar Minuten nach dem Start problemlos und exakt laufen...
Der Bandabzug hilft ja auch etwas mit...
Es ist mir klar, das die Betriebsbedingungen eines DIY Extruders nicht ideal sind, aber immerhin gleichmäßig.
Eine Simulation wird auch nicht fertige Werkzeuge planen, sondern nur die Fliessgeometrie festlegen.
Daraus Werkzeuge zu konstruieren schaffe ich schon noch, auch wenn ich dafür dann entsprechende Einzelplatten stapeln muss.
Die kann mein Conda CAM dann schon nachrechnen und ich Fräsen oder erodieren.

Scharf geschaute Werkzeuge habe ich bereits versucht, aber die waren sehr stark gestresst und haben interessante neue Profile ergeben....auch Spiralen....

Ich wollte doch nur das haben, was ich als Exitplatte auch gezeichnet habe...Dehnung und Schrumpfung einbezogen natürlich.

Gruss Udo

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erstellt am: 15. Sep. 2021 13:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Rentner.Udo 10 Unities + Antwort hilfreich

" Werkzeug muss doch spätesten paar Minuten nach dem Start problemlos und exakt laufen. "
Das hängt hauptsächlich von der Prozeßführung vor , im und nach dem Werkzeug ab.  Entscheidend ist die Temperierung im und nach dem Werkzeug.

------------------
Klaus

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Wolfen1982
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Servus,

also das ein neues Werkzeug nach ein paar Minuten läuft habe ich noch nie erlebt. Wenn du einen groben Bug drin hast (die Masse geht in 45° zu einer Seite weg) das musst du im Werkzeug beheben --> irgendwo sind dann zu große Scherungen in Kunststoff. Mit den Kleinigkeiten wie Maße, Form oder Oberfläche kannst du dich schon mal einen Tag aufhalten bis du alle aufeinander abgestimmt hast. Bau den Tisch deiner Kalibrierung auf jeden Fallen in alle Richtungen einstellbar...wenn noch nicht geschehen. Damit kannst du einiges Korrigieren.

------------------
MfG Wolfen

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Rentner.Udo
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erstellt am: 15. Sep. 2021 15:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Wolfen,
Da haben wir uns missverstanden mit dem problemlosen Laufen.
Ich meinte natürlich ohne Bugs.
Der Kunsstoff sollte gleichmäßig austreten.
Das ich in der Folgelinie nachjustieren muss ist mir bewusst.

Udo

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Rentner.Udo
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Zitat:
Original erstellt von N.Lesch:
Wenn die Materialeingenschaften nicht genau bekant sind, das ist bei Recycling Material immer so,  kann auch die Berechnung nicht genau sein. Die Eigenschaften ändern sich auch mit der Zeit.



Hallo Klaus,

Die Berechnung muss ja nicht 100 Prozent genau sein, durch die Extrusionsgeschwindigkeit,Kühlwasserposition und Folgestrecke ist ja einiges zu regeln.
Grundvoraussetzung ist aber ein gleichmäßiger Massestrom, den mir nur das ausgewogene Werkzeug bieten kann.
Dabei sind nicht alle Hohlprofile einfach nur rund und bedürfen doch mehr Berechnungsaufwand.
Dann werden nicht ganz so viele Schredderflakes im Granulat sein.

Udo

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