Vulkanisationsformen: Messdaten in automatisierte CAD-Geometrie übersetzen
Ich entwickelte ein Berechnungsmodell für Maßänderungen an Elastomerdichtungen und setzte es in einem parametrischen Inventor/iLogic-System um. Dichtungsabmessungen und Prozessfaktoren werden dabei zur Grundlage für die Anpassung der Formgeometrie.
Projektstand: Berechnungsmodell und parametrische CAD-Automatisierung in der damaligen Konstruktionsarbeit eingesetzt.
Schematische Darstellung der Methode
Ausgangsproblem
Die Maße einer Elastomerdichtung verändern sich zwischen Vulkanisation, Montage auf einen Metallring und Einpressen in den Einbauraum. Die Geometrie der Vulkanisationsform kann deshalb nicht einfach mit den gewünschten Endmaßen der eingebauten Dichtung gleichgesetzt werden.
Mein Beitrag
Ich untersuchte diese Maßänderungen anhand von Messungen in unterschiedlichen Prozesszuständen und entwickelte daraus ein theoretisch begründetes Berechnungsmodell mit empirischen Korrekturfaktoren. Anschließend überführte ich das Modell in ein parametrisches Autodesk-Inventor/iLogic-System zur Anpassung der Formgeometrie.
Vom Messwert zum Prozessmodell
Betrachtet wurden die Maßänderungen durch Vulkanisation beziehungsweise anschließende Abkühlung, Aufdehnung auf den Metallring und Einpressung. Die gewonnenen Faktoren wurden mit den Dichtungsabmessungen verknüpft. So ließ sich die für das gewünschte Endmaß erforderliche Formgeometrie rechnerisch bestimmen.
Vom Prozessmodell zur CAD-Regel
Nach Eingabe der Dichtungsabmessungen und Prozessfaktoren passt das iLogic-System die Geometrie der Vulkanisationsform an. Die technische Leistung besteht damit sowohl in der Entwicklung der Berechnungsbeziehung als auch in ihrer Übertragung auf ein wiederverwendbares CAD-Modell.
Nutzen in der Konstruktionsarbeit
Der Ansatz verringerte den wiederkehrenden Modellierungs- und Zeichnungsaufwand und reduzierte konstruktive Nacharbeit an den Formen. Die Berücksichtigung der Prozessschritte bereits bei der Geometriefestlegung unterstützte die Maßhaltigkeit und verringerte den Aufwand für weitere Fertigungs- und Versuchsschleifen.
Ergebnis und Einordnung
Berechnungsmodell, Korrekturfaktoren und parametrische Geometrie bildeten ein zusammenhängendes Werkzeug für die damalige Formenentwicklung. Das Projekt zeigt, wie sich Erkenntnisse über Material- und Prozessverhalten in wiederverwendbares Konstruktionswissen und eine automatisierte CAD-Anwendung übertragen lassen.