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Digimat
berücksichtigt herstellungsprozessbedingte Einflüsse in Form von Faserorientierungen

Der klassische Konstrutionsansatz von spritzgegossenen Bauteilen aus Kunststoff lässt den Herstellungsprozess außer Acht. Gerade bei partikel- oder kurzfaserverstärkten Composites beeinflusst die Herstellung und Produktion aber das spätere Verhalten. Der Herstellungsprozess kann die Mikrostruktur und damit auch das Verhalten unter Belastung ändern. Die unterschiedliche Orientierung der Partikel führt sowohl zu einer signifikanten Variation der lokalen Materialsteifigkeiten als auch zu anisotropem Verhalten. Aus diesem Grund muss eine realistische Simulation den Herstellungsprozess als Grundlage nehmen, die daraus resultierenden Eigenschaften auf Materialebene ableiten und diese dann auf die Bauteilebene übertragen. Die Softwarelösung Digimat kann genau das leisten.
Digimat ermöglicht es, den Spritzguss in der Strukturmechanik über eine anisotrop nichtlineare Materialbeschreibung zu berücksichtigen. Mit den virtuell spritzgegossenen Bauteilen können strukturmechanische Berechnungen unter Berücksichtigung der prozessabhängigen, lokalen Glasfaserorientierung durchgeführt werden. Digimat generiert Mikrostrukturen und erlaubt, diese in Finite Elemente (FE)-Solvern wie zum Beispiel MSC Nastran oder Marc im Detail zu untersuchen. Darüber hinaus bietet Digimat die Möglichkeit, Composites mittels Homogenisierungstechnologien im linearen und nichtlinearen Materialverhalten zu studieren und zu bewerten. So lassen sich aus der Simulation sowohl direkt auf der Mikroebene des Materials als auch für das makroskopische Verhalten auf Bauteilebene wertvolle Erkenntnisse gewinnen.
Digimat stellt Materialmodelle zur Verfügung, die das Verhalten von Werkstoffen auf Grundlage ihrer Mikrostruktur vorhersagen. Für jede gängige Werkstoff-Charakteristik steht eine Beschreibung zur Verfügung, egal ob es sich um einfache Elastoplastizität, Dehnratenabhängigkeit oder auch thermomechanisches Verhalten handelt. Typische Problemzonen wie Bindenähte können beschrieben werden. Aus dem Material resultierende Auswirkungen wie eine Erhöhung des Glasfaseranteils lassen sich nicht nur gezielt simulieren, sondern auch optimieren. Mit Digimat erfolgt eine Auswertung der FE-Ergebnisse nie unabhängig von der Lage der Glasfasern. Digimat zeigt die Faserlage so, wie sie auf das Strukturnetz übertragen und tatsächlich in der FE-Analyse verwendet wird. Die Auswertung erfolgt also immer abhängig vom Material und dem Prozess der Herstellung.
Module von Digimat:
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Digimat Additive Manufacturing (AM) ist eine holistische Simulationskette für die additive Fertigung. Mit der einzigartigen Kombination aus Material Engineering, Prozesssimulation und Strukturberechnung in Digimat AM erreicht der 3D-Druck eine neue Stufe der Effizienz und Leistungsfähigkeit. Durch multiskalare Materialmodellierung und virtuelle Compoundierung für die additive Fertigung mit (ungefüllten und faserverstärkten) Polymeren trägt Digimat entscheidend zur Entwicklung neuer Materialien bei. Die Anwender benötigen deutlich weniger praktische Versuche, sie erkennen, welche Parameter das Materialverhalten bestimmen, und sie können spielend neue Materialsysteme wie z.B. Leichtbaugitter erzeugen. So werden immer innovativere Designs möglich. Damit die additive Fertigung erfolgreich den Schritt zu einem Standard-Produktionsverfahren machen kann, sind speziell darauf zugeschnittene Tools für Design und Entwicklung nötig. Die integrative Simulation, so wie e-Xstream sie anbietet, ist hier sicherlich ein Muss – denn sie kann das Verhalten des fertigen Bauteils unter Berücksichtigung der Herstellung vorhersagen und das Design entsprechend optimieren. Indem die Anwender Aufbaurichtung und Schädigungseffekte mit einbeziehen, können sie genaue Strukturberechnungen durchführen und die Designvalidierung von Kunststoff- und Verbundbauteilen mit größerer Zuverlässigkeit angehen. |
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Mehr über Digimat unter www.e-xstream.com |
Allgemeine und produktspezifische Informationen über unterstützte Hardware finden Sie auf unserer Webseite Platform Support.