DRITTEN. Dimension. Im Bann der. Moldex3D. Molding Innovation

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1 Im Bann der DRITTEN Dimension Molding Innovation Moldex3D Moldex3D bietet Ihnen q Weltmarktführung in realer 3D-CAE Technologie q Die Softwarelösung für die Auslegung und Optimierung des Spritzgießprozesses q Konstruktionsbegleitende Simulation mit minimalem Zeitaufwand q Echte 3D-Technologie liefert verlässliche, aussagekräftige Ergebnisse

2 Moldex3D.. Die fuhrende Produktlinie zur detaillierten Bauteilverifizierung Moldex3D ist das weltweit führende CAE-Simulationswerkzeug zur detaillierten Analyse, Verifizierung und Optimierung von Spritzgussbauteilen. Dank der integrierten hochleistungsfähigen und tiefenanalytischen Softwaretechnologie, ist der Konstrukteur und Werkzeugbauer in der Lage, die Komplexität und das Anforderungsprofil von Spritzgießverfahren von den ersten Entwicklungsschritten bis hin zur finalen Produktion des Bauteils zu analysieren, verifizieren und entsprechend den Anforderungen zu optimieren. Konstruktionsfehler können dadurch minimiert, das Produktdesign optimiert und die Produktqualität nachhaltig verbessert werden. Der Konstrukteur kann aus einem breiten Spektrum an Analysemöglichkeiten und Funktionalitäten, das für ihn exakt passende Werkzeug auswählen. Moldex3D Produktlinie q Moldex3D edesign Basic: schnelle Identifikation erster Schwach stellen des Bauteils und des Werkzeuglayouts in der frühen Phase der Produktentwicklung. q Moldex3D edesign: detaillierte Überprüfung der Herstellbarkeit eines Bauteiles mittels Analyse, Verifikation und Optimierung aller Aspekte des Herstellungsprozesses, Werkzeug- konzeptes und der Bauteileigenschaften für Konstrukteure und Werkzeugbauer. q Moldex3D Professional: Verifikation und Optimierung von Kunststoffbauteilen mit besonderem Fokus auf dünnwandigen Bauteilen. q Moldex3D Advanced: tiefenanalytische Verifikation und Optimierung anspruchsvoller und komplexer Bauteile mit flexibler Erweiterung für Prozesssimulationen von Sonderverfahren. q Solution Add-on: innovative Erweiterungsmodule zur Abbildung, Verifikation und Optimierung spezieller verfahrens- oder materialspezifischer Besonderheiten und Anforderungen an Bauteil, Werkzeug oder Prozess. q IC Packaging: umfassende Analyse, Verifikation und Optimierung des Einkapselungsprozesses von Mikrochips.

3 Moldex3D.. Fuhrende 3D-CAE-Technologie Vollständige Abbildung und Optimierung der Prozesskette im Kunststoffspritzguss. Durch die effektive Kombination hochqualitativer 3D-Analysemöglichkeiten, dem automatischen Netzgenerator, paralleler Nutzung hochleistungsfähiger Rechnerkapazitäten und anwenderfreundlicher Arbeitsabläufe lassen sich technologische Fragestellungen rund um die Entwicklung, Konstruktion und Verifizierung von Kunststoffbauteilen einfach, schnell und effizient lösen. Material- und Bauteil eigenschaften können mit Moldex3D genauestens analysiert und verifiziert werden. Fundierte Modelle und eine umfangreiche Materialdatenbank bilden die Grundlage für die Visualisierung der Vorgänge innerhalb des Werkzeugs sowie beliebig komplexer Bauteilgeometrien, Mehrkomponentenbauteile oder auch Bauteile mit stark variierenden Wandstärken. Die Integration in bestehende CAD-Lösungen sowie die lückenlose Übergabe der realen 3D-Ergebnisse ermöglichen vertiefende Analysen und detaillierte Auswertungen mit anderen z.b. strukturmechanischen Softwarepaketen. Vollautomatische 3D-Vernetzungsalgorithmen CAD-Modelle können importiert, korrigiert und entsprechend den Anforderungen für die detaillierte Spritzgussanalyse verändert werden. Ein vollautomatischer Vernetzungsalgorithmus bereitet importierte CAD-Daten mit geringem Aufwand für die folgenden Berechnungsschritte vor. Der Anwender wird dabei durch instruierende Assistenzprogramme unterstützt. Anguss- und Kühlsystem können entsprechend schnell und einfach erstellt, variiert bzw. optimiert werden. Randschichtorientiertes Netzmodell (BLM) Das strukturviskose Verhalten der Kunststoffe erfordert eine gute Auflösung an den Randschichten, um den Einfluss der Schergeschwindigkeit auf den Druckverlauf und die Temperaturverteilung während des Füllvorganges genau vorhersagen zu können. Das für diesen Zweck entwickelte BLM-Verfahren (Boundary Layer Mesh) garantiert die geforderte Auflösung bei beliebig komplexen Bauteilgeometrien. Qualitativ hochwertige Berechnungsnetze lassen sich ein fach und zuverlässig generieren.

4 Vernetzung in der gewohnten CAD-Arbeitsumgebung Mit Moldex3D edesignsync analysieren und synchronisieren Anwender Designveränderungen direkt in der gewohnten CAD-Arbeitsumgebung. Alle Analyse- und Modellierungsfunktionen von Moldex3D, wie Analyse des Füll-, Nachdruck- oder Kühlverhaltens, Verzug,- Faserorientierung, Einlegeteile, etc., stehen uneingeschränkt zur Verfügung. Aufwendige Datenübertragungen entfallen komplett. Schnittstelle zur Strukturanalyse Mit Hilfe des FEA-Interface können Moldex3D- Ergebnisse, wie anisotrope Materialeigenschaften, Spannungen oder Faserorientierungen in die Strukturanalyse übertragen werden. Das Modul enthält die notwendigen Schnittstellen zu Strukturanalyse- Programmen, wie Abaqus, ANSYS, MSC.Nastran, LS-Dyna, NE-Nastran, MSC.Marc und digimat. Expert Mit dem Modul Expert steht dem Anwender ein professionelles Hilfsmittel zur Verfügung, um auf Basis vorhandener Berechnungsergebnisse systematisch mittels statistischer Versuchsplanung und ohne aufwendige Trial and Error -Tests, schneller und effizienter, optimale Baugruppengeometrien, Werkzeug- sowie auch Prozessparameter zu erzielen. Expert benötigt ein Minimum an manuellen Eingabedaten seitens des Anwenders. Das Modul erstellt automatisch die Iterationsschritte und eine Auswertung. Am Ende des Berechnungszyklus wird ein optimierter Prozess vorgeschlagen. Hochleistungsstarke Parallelisierung Die einzigartige, effiziente und hochleistungsfähige Parallelisierung von Prozessabläufen reduziert die Simulationszeiten wesentlich. Deutlich reduzierte Iterations- und Entwicklungszeiten sparen Kosten und ermöglichen einen optimalen Workflow.

5 Module: Bauteil-, Werkzeug- und Prozessoptimierung Durch den modularen Aufbau des Softwarepaketes kann Moldex3D an die individuellen Bedürfnisse und Anforderungen der Produktpalette des Spritzgusses angepasst werden. So lassen sich schon im Vorfeld Fehlentwicklungen beim Produkt-und Werkzeugdesign vermeiden und kurze Entwicklungszeiten bei geringeren Entwicklungskosten realisieren. Die Grundmodule decken sämtliche Prozessschritte ab, vom Füllvorgang der Form über die Nachdruckphase und dreidimensionale Werkzeugkühlung bis hin zur abschließenden Berechnung der Bauteilverformung. Bereits mit diesen Basismodulen lassen sich die grundsätzlichen Fragestellungen der Werkzeug- und Prozessoptimierung sowie die Herstellbarkeit des Bauteils umfassend analysieren und helfen, den Prozess gewinnbringender zu gestalten. Erweiterte Module bieten dem Anwender zusätzlich umfangreiche und tiefgehende Einsatzmöglichkeiten zur Analyse, Optimierung, Problemidentifizierung und -lösung von Formteil- und Werkzeugkonstruktionen oder auch speziellen Herstellungsverfahren. So sind unter anderem Berechnungen der Faserorientierung, der Verformungen der Kavität, des Aushärteprozesses und des Verzuges von reaktiven Formmassen wie Duromeren und Elastomeren oder die Modellierung von Mehrkomponenten-Systemen möglich. Flow Analyse der Füllphase In Flow wird der gesamte Schmelzverlauf im Anguss und in der Kavität simuliert. Wissenschaftlich fundierte Algorithmen ermöglichen die frühzeitige Interpretation und Optimierung des Füllvorganges, des Werkzeugs und des Bauteils unter Berücksichtigung aller geometrischen Einflüsse sowie des (nicht linearen) rheologischen Verhaltens der Schmelze. Mit Hilfe der Füllanalyse lassen sich z.b. Bindenähte, Lufteinschlüsse, Materialbelastung, Scherung, Spannungen, Geschwindigkeits-, Druck- und Temperaturverteilung vorhersagen. Die Optimierung von Anbindung und Balancierung sowie des gesamten Füllverhaltens wird möglich. Pack Analyse der Nachdruckphase Pack analysiert die lokale Dichte und den Massestrom in der Nachdruckphase. Aussagen über die Bewegung der Formmasse, den Siegelzeitpunkt, die volumetrischer Schwindung, Druck- und Temperaturverteilung oder auch Einfallstellen erlauben gesicherte Entscheidungen hinsichtlich optimaler Gestaltung des Anschnittes, Dauer der Nachdruckphase, die Höhe und das Profil des Nachdrucks.

6 Cool Analyse der Kühlphase Cool analysiert das thermische Verhalten der Schmelze bei Heiz-, Kühl- und variothermen Prozessen. Transiente Kühlberechnungen liefern die Basis für exaktere Verzugsanalysen. Mittels Aussagen zum Temperierverhalten von Schmelze, Einlegern und Werkzeug, Temperaturverteilungen oder Hot Spots können Zykluszeiten optimiert und eine effiziente Werkzeugtemperierung garantiert werden. Zusätzlich kann der instationäre Multizyklusprozess abgebildet werden. 3D Coolant CFD CFD Analyse Das Strömungsverhalten des Temperiermediums kann innerhalb der Spritzgusssimulation komplett dreidimensional und gekoppelt zur Prozesssimulation simuliert und entsprechend den Anforderungen optimiert werden. Aussagen über Temperaturverteilungen und Druckverluste sowie Fließgeschwindigkeiten stehen zur Beurteilung der Temperierung zur Verfügung. Die Fließgeschwindigkeit wird mit Hilfe von Geschwindigkeitsvektoren veranschaulicht. Warp Analyse des Verzugs Warp berechnet die geometrische Veränderung des Bauteils, beruhend auf dem spezifischen pvt-verhaltens des betrachteten Materials. Für die Analyse des Verzugs-, Spannungs- und Schwindungsverhaltens werden alle Effekte aus den vorhergehenden Prozessphasen berücksichtigt. Verzugsursachen, thermische Verzugskomponenten sowie faserorientierungsabhängige Einflussfaktoren (mit Fiber Modul) werden ermittelt und damit Bauteilverzüge optimiert. Fiber Berechnung der Faserorientierung Fiber visualisiert die 3D-Orientierung von Kurz- und Langfaser-verstärkten Kunststoffen sowie Plättchen. Aussagen zur Faserlängenverteilung und deren Auswirkungen auf die Bauteileigenschaften stehen dem Anwender ebenfalls zur Verfügung.

7 MCM Modul für Mehrkomponentensysteme Mit MCM ist es möglich, Mehrkomponenten-Systeme zu modellieren. Es lassen sich Umspritzungen, Werkzeug- und Teileeinleger, sowie Mehrkomponentenspritzguss berechnen. Ergebnisse aus vorhergehenden Spritzgießprozessen können in einer neuen Simulation übernommen werden. So wird eine gekoppelte Berechnung unter Berücksichtigung aller thermischen und mechanischen Effekte der einzelnen Komponenten möglich. Zudem können Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten genau analysiert werden. Core Shift Berechnung des Kernversatzes Mit dem Modul Core Shift werden spannungsbedingte Verformungen und Verzüge der Einlegeteile während des Füllvorganges aufgezeigt. Die dynamischen Wechselwirkungen zwischen Verformung des Einlegers/Kerns sowie Veränderung der Bauteilumgebung werden gleichzeitig und parallel zum Schmelzefluss simuliert. Zusätzliche Aussagen, wie das thermische Abkühlverhalten bei erneuter Schmelzeerwärmung, das Temperaturverhalten des Einlegers, Fließdruck unterstützen den Konstrukteur bei der Auswahl des optimalen Bauteildesigns. Stress FEM Das Modul versetzt den Konstrukteur in die Lage, Ursachen, Positionen und Arten von spannungsbedingten Verzügen im Bauteil zu diagnostizieren, zu analysieren und entsprechend zu optimieren. Darüber hinaus kann auch der Temperprozess (Verchromung und Lackierung) mit abgebildet werden.

8 Viscoelasticity Viskoelastizitätsanalyse Das Verhalten der Kunststoffschmelze wird häufig als viskoelastisch bezeichnet, da sich sowohl viskose als auch elastische Eigenschaften identifzieren lassen. Das Modul Moldex3D Viscoelasticity bezieht diese charakteristischen Eigenschaften der Kunststoffschmelze mit in die Berechnung ein und ist damit in der Lage, die Relaxierung der inneren Spannungen in die Analyse mit aufzunehmen. Diese Ergebnisse werden bei der Verzugsanalyse und der Vorhersage der optischen Eigenschaften bei optischen Bauteilen berücksichtigt. Optics Analysemodul der optischen Eigenschaften Basierend auf der dreidimensionalen Füllsimulation mit viskoelastischen Materialgesetzen lassen sich räumliche optische Anisotropien abbilden. So wird eine präzise Berechnung der Doppelbrechung möglich. Mit Hilfe eines simulierten Dunkelfeld-Linear- Polariskop können die optischen Interferenzmuster sichtbar gemacht werden. Mucell Simulation des mikrozellularen Schäumens Simulations werkzeug, das die komplexen Anforderungen und Charakteristika des Prozesses für die verschiedenen Polymere, Füllstoffe und Prozessparameter abbildet und berechenbar macht. Moldex3D MuCell nutzt fundamentale Berechnungsmodelle der Physik der Blasenbildung und des Wachstums, um diese komplexe Technologie realistisch und dreidimensional abzubilden. Ergebnisse, wie zum Beispiel die Größe oder die Verteilung der Blasen, ermöglichen Vorhersagen bezüglich Füllmuster, Bindenähte und Reduzierung des Gewichtes. Injection Compression Molding Simulation des Spritzprägens Mit dem Modul Injection Compression Molding ist der Anwender in der Lage den Prozess und die Anforderungen des Spritzprägeverfahrens genauestens zu analysieren. Verlässliche Aussagen zur Verzögerungszeit, Druck- und Schwindungsverhalten sind hilfreich bei der Optimierung des Prozesses. Eine Kopplung zum Modul Optik ist möglich.

9 Compression Molding Simulation des Fließpressens Das Modul Compression Molding simuliert das Fließpressen. Die Druckverteilung, Verzugs- oder Spannungsverhalten werden aufgezeigt und können entsprechend den Prozessbedingungen, wie z.b. Kompressionsgeschwindigkeit, Kraftaufwand oder Werkzeugtemperatur optimiert werden. Advanced Hot Runner Heißkanaltechnologie Das Modul bietet einen tiefgreifenden Einblick in die Abläufe und Mechanismen der Heißkanaltechnologie inkl. Steuer- und Regelungstechnik des gesamten Heißkanals. Verweilzeiten der Schmelze im Heißkanalsystem sowie Temperaturverteilungen können bewertet und damit potentielle polymere Schwachstellen diagnostiziert werden. RIM Reactive Injection Molding Das Modul bildet den Spritzgießpro zess von aushärtenden Formmassen wie Duromeren und Elastomeren ab. Hierzu gehören ungesättigte Polyester, Polyurethane, Silikone und Epoxy-Harze. In der Berechnung wird das Füllen der Kavität, der Aushärteprozess und der Verzug abgebildet. Es ste hen zusätzliche Materialmodelle zur Verfügung, wel che die Viskosität in Abhängigkeit der Aushärtung beschreiben können. Für die Simulation von Elasto meren kann der SCORTCH-Index mit berücksichtigt werden. FAIM Fluid Assisted Injection Molding (GAIM/WAIM/Co-Injection) Das Modul bildet die Dynamik der Fluidinjektionstechnik auf den Spritzgussprozess ab. Es ermöglicht die Simulation der zweiten Phase (Gas/Wasser/zweiter Kunststoff) und die daraus resultierende Wandstärken, ebenso wie den Ver zug des Bauteils genau zu analysieren. So wird die Optimierung der Eintrittspunkte, -kanäle und -einspritzzeit sowie das De sign des Bauteils wesentlich vereinfacht. Das Modul Co-Injection stellt Ergebnisse über Materialkontaktflächen, die Verteilung des Materials in der Kavität, Fließfrontmuster, die Durchdringung des Kernmaterials oder den Punkt, an dem Kernmaterial die Oberfläche durchbricht ( skin break through point ).

10 Bi-Injection Molding Das Modul visualisiert eine Variante des Mehrkomponenten-Spritzgussverfahrens, wo zwei verschiedene Kunststoffkomponenten gleichzeitig in eine Form eingebracht werden. Das Modul ermöglicht, eine voneinander unabhängige Definition der der Füllund Nachdruckparameter für beide Materialien. Das Füllverhalten, der Schmelzefluss sowie der Verlauf der Schmelzefront können aufgezeigt, die Lage der Bindenähte vorausgesagt werden. Powder Injection Molding Pulverspritzgießen Mit dem Modul können unter anderem der Entmischungsvorgang von Pulver und Binder simuliert werden. Die lokale Pulverkonzentration kann mit dem FEA-Interface-Modul an die Strukturmechanik übertragen werden. IC Package Modul zur Berechnung der Einkapselung von Chips IC Package ermöglicht eine vollständige Prozessberechnung der Einkapselung von Chips. Der 3D-Solver analysiert das Füllen, die Aushärtung, den Verzug und die Verformung der Leiterdrähte durch das einströmende Material. Die genauen Ergebnisse helfen den Einkapselungsprozess detailliert zu analysieren und sowohl den Prozess als auch das Design des Bauteils zu optimieren. Underfill Analyse des Einkapselungsprozesses Das Modul visualisiert die Füllung zwischen Werkzeug und Substrat. Analysiert werden die Schmelzparameter, dabei wird ein konstanter Kontaktwinkel berücksichtigt. Beeinflusst wird dieser Prozess von der Oberflächenspannung während der Einkapselung. Mögliche Hohlräume können vorhergesagt und damit die Herstellbarkeit überprüft werden.

11 Produkt Portfolio Module Produkte edesign Shell Solid edesign Basic edesign Professional Advanced IC Packaging Standard Module Erweiterungsoptionen CAD Post Solver Vernetzung Spezielle Anwendungsverfahren Optik Thermik DOE Faserverstärkte Kunststoffe Designer* Mesh* Mesh Professional Mesh Advanced Mesh Advanced Füllphase* Nachdruckphase* Kühlphase* Verzug* MCM* Projekt* Parallelisierung* edesign SYNC* CADdoctor* Faserorientierung* Stress (FEM)* FEA Schnittstelle* Digimat Schnittstelle* Expert* Heißkanaltechnologie* 3D Coolant CFD Optik Viskoelastizität Fließpressen* Spritzprägen Pulverspritzgießen Gas-Injektionsgießen Wasser-Injektionsgießen Co-Injektion Bi-Injektion MuCell Underfill Parallelisierung* enthalten, optional 1. * = Module sind ebenfalls für reaktive Kunststoffe (Formmassen) verfügbar. 2. Moldex3D edesignsync unterstützt Creo, NX und Solid Works. 3. Moldex3D edesign Basic unterstützt Creo, NX, Solid Works, Solidedge und Cimatron. 4. Moldex3D FEA Interface enthält Schnittstellen zu Abaqus, ANSYS, MSC.Nastran, NENastran, NXNastran, LS-DYNA, MSC. Marc und Radioss. 5. MuCell is ein eingetragenes Warenzeichen der Trexel, Inc.

12 SimpaTec GmbH Schloss-Rahe-Straße Aachen, Deutschland Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) Geschäftsstelle Hornbergstraße Filderstadt, Deutschland Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)

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