Grundsätze beim Gestaltenmit Kunststoffen(Kunststoffgrundsätze):

Entformungsschrägen beachten

Korrekte Rippenstärke wählen

Verhältnis von Wandstärken zu Fließweg beachten

Materialanhäufungen vermeiden

Radien, Verrundungen anbringen

Tafel 1: Ein Verstoß gegen diese Grundsätze rächt sich meistensmit Produktionsproblemen.

Es könnten noch viele solche Bei-spiele aufgezählt werden. Durch kleine und zum Teil bekannteVerstöße gegen gewisse Konstruk-tions-Grundsätze und -Regeln (Tafel1+2) in der Entwicklungsphase, kön-nen enorme Kosten für unnötigeund zeitaufwendige Korrekturenentstehen. Oft werden immer wie-der die gleichen Fehler gemacht.Damit stellt sich dann auch immerwieder die Frage, warum diese nichtfrühzeitig bemerkt und sofort korri-giert worden sind.

Grundsätze bei der Produkt-entwicklung:

Einhalten der KunststoffgrundsätzeAusnützen der Möglichkeiten beim Gestalten mit KunststoffenDurch eine durchdachte Konstruktion rasche Montage/ Demontage von Einzelteilen ermöglichenMultifunktionale, integrale Bauweise (Reduzierung der Zahl der Bauteile)Materialwahl den Anforderungen entsprechend

Tafel 2: Das Einhalten dieser Grundsätze bei der Produktentwicklungführt zu einem Mehrwert der Teile.

Die Plast Competence Center AGin Zofingen, Schweiz, ist Partnerder Fertigungsindustrie für Pro-duktentwicklungen im Bereichthermoplastischer und duroplasti-scher Kunststoffspritzgießteile,Baugruppen (Kunststoff/Metall),kompletten Geräten und Hoch-leistungs-Spritzgießwerkzeugen.Die Kernkompetenz des Unter-nehmens liegt in der Kunststoff-technologie. Dazu gehören Produktdesign,Prototypen-, Nullserien- und Se-rienfertigung, die FE-Berechnungsowie die Optimierung von Ferti-gungs- und Montageprozessen,unter Einbezug der Qualitätssi-cherung während der Entwick-lungsphase.

Kunststoffe erfordern dieEinhaltung spezifischer RegelnEin Beispiel aus der PraxisDas neu entwickelte und gegosseneKunststoffgehäuse liegt auf demTisch des Entwicklers. Das Designüberzeugt mit seiner ausgeklügel-ten Geometrie und wirkt optischsehr ansprechend. Die multifunktio-nale Bauweise des Gehäuses spartein vorher benötigtes Teil und redu-ziert folglich die Montagezeit underleichtert die Logistik.

Das Einzige, was bei genauem Hin-schauen stört, ist eine Einfallstelleauf der Sichtfläche des Gehäuses.Grund für diesen optischen Fehlerist eine zu dick gewählte Ver-rippung an der Innenseite des Ge-häuses. Dieser Fehler ist durchÄndern der Prozess-Parameterbeim Spritzgießen kaum zu korri-gieren. Die Schuldzuweisung in diesem Bei-spiel ist schwierig. Die Entwick-lungsabteilung hat aus guterBegründung Rippen zur Verstär-kung des Gehäuses angebracht. Die ursprüngliche Aluminium-Druckguss Lösung war doch vielsteifer und das neue Kunststoffteilsollte von den Eigenschaften hernicht schlechter ausfallen. In derWerkzeugkonstruktion wurde die-ser Verstoß gegen die Kunststoff-grundsätze zwar aufgedeckt, aberdie Teilegeometrie war vom Kundenfreigegeben. Eine nachträglicheModifikation der Rippe, hätte zu-dem den Beweis über eine nochgenügende Steifigkeit erfordertund war zeitlich nicht mehr reali-sierbar.

22 Praxis

Mold Wizard

Kosteneinsparungen durch optimale Entwicklung

Das Team vom Plast Competence Center AG (PCC) istspezialisiert für eine kompetente und durchgängigeEntwicklung von thermo- und duroplastischen Kunst-stoffspritzgussteilen und Baugruppen. Durch das viel-seitige Wissen und die Fachkenntnisse im Gebiet derKunststoff-, Werkzeugbau- und Fertigungstechnik wirdein Entwicklungsprojekt nach sämtlichen Grundsätzenund Qualitätsansprüchen bearbeitet. Die PCC ist derEntwicklungspartner von der Idee bis zur Serienpro-duktion. Durch einen durchgängigen Entwicklungspro-zess können Fehler vermieden und dadurch Kosten undZeit eingespart werden.

Eine große Kostenersparnis zeigt sich auch in der Qua-lität der CAD-Daten. Bei der PCC werden die Teile mitHilfe Unigraphics prozessgerecht aufgebaut. Entfor-mungsschrägen, Radien usw. werden am Teil modelliert.Falls erforderlich, werden die 3D-Körper bereits ‘MitteToleranz’ aufgebaut. Die so erstellten Daten könneneinerseits für die Herstellung von STL-Modellen oderPrototypen und andererseits für die Werkzeugkon-struktion direkt übernommen werden.

In der Werkzeugkonstruktion setzt PCC erfolgreich dasUnigraphics-Modul Mold Wizard ein und erzielt damitverkürzte Konstruktionszeiten bis zu 25 % gegenüberkonventionellen Methoden – bei einem sehr hohenDetaillierungsgrad und einer daraus resultierendensehr geringen Fehlerquote. Saubere CAD-Daten werdenimmer wichtiger, weil in Zukunft die 3D-Daten direktvom Werkzeugbau verarbeitet werden. Die Konsequenzdavon ist eine Verlagerung des Aufwandes in dieWerkzeugkonstruktion, wie beispielsweise das Erstellenvon Elektrodendaten, welches dank Mold Wizard aufeine effiziente Art möglich ist. Und nicht zuletzt kön-nen die Daten bereits während der Entwicklung vonKunststoffkomponenten für FE-Berechnungen undFließ-Simulationen verwendet werden.

Autor: Dominique Burkard, Projektleiter in der Produktentwicklung, Plast Competence Center AG

23PraxisAusgabe 1-2003

Entwicklungsbeispiel: Handbedienbox für EROWA AGWegen geringer Stückzahl so entwickelt, dass esspritzgießtechnisch günstig herstellbar ist, abertrotzdem ansprechendes Design und vollste Funktio-nalität bietet.

Designentwurf der Außenform

als 3D-Modell in Unigraphics

Ausarbeitung desDesignentwurfs

zum Funktionsmodell

Kunststoff-gerechte

Optimierung

Werkzeug-konstruktion mit

Moldwizard

als 3D-Views mit UG Photo für Kunden

Stereolithographiemodell für Kunden Kontrolle von Handhabung und MontageFestigkeitsberechnung

Freigabe für Werkzeugkonstruktion

3D-Daten für CAM-Bearbeitung

Kontakt :Plast Competence Center AGAarburgerstrasse 21CH - 4800 ZofingenTel. : 062 745 88 00Fax: 062 745 88 01E-Mail: konstruktion@plastcc.chWeb: www.plastcc.ch