Simulation Pressen von Glas

Die Simulation des Pressens von Glas kann sehr gut mit unserer CFD-Software NOGRID points durchgeführt werden. Eine Vielzahl von Produkten wird im Glaspressverfahren hergestellt: Linsen, Schalen, Aschenbecher, Trinkgläser, Spülen, Flaschen und Behälter (Press-Blas-Verfahren).

Der Markt fordert ständig dünnere Behälterwände, leichtere Objekte und bessere Texturen, was die Glasproduktion weitaus komplexer macht als die scheinbare Gemeinsamkeit der produzierten Waren.

Die gitterfreie CFD-Software von NOGRID wird seit vielen Jahren erfolgreich zur Verbesserung des Glaspressprozesses eingesetzt. Die Kombination der freien Oberflächenverformung unter der kombinierten Wirkung

• der Bewegung verschiedener fester Vorrichtungen (Formen, Kolben usw.),
• der Schwerkraft,
• des Abkühlungsprozesses (hauptsächlich aufgrund des Wärmeaustauschs mit der Form und des Kolbens),
• der mechanischen und thermischen Erkennung des Kontakts zwischen dem sich verformenden Glas und den sich bewegenden und stillstehenden Formen

schafft ein besseres Verständnis für die Feinheiten des Glaspressprozesses. Dieses bessere Verständnis führt schnell zu enormen Einsparungen bei Herstellungskosten und Entwicklungszeiten, während gleichzeitig ein Endprodukt von hoher Qualität sichergestellt wird.

Glaspressen ist wahrscheinlich die Anwendung, bei der die Verformungen am größten sind. In Abbildung 4 beginnt der Prozess mit einem kugelförmigen Glasposten. Während des Pressvorgangs verfeinert der Solver die Punktwolke automatisch dort, wo dies erforderlich ist (eine sogenannte geometrisch adaptive Punkteverfeinerung). Eine Verfeinerung kann dort auftreten, wo sehr große Verformungen stattfinden oder wo die geometrischen Details der Form dies erfordern. Intelligente Algorithmen verfeinern das Raster automatisch nur dort, wo und wann dies während des Laufs sowohl in 2D als auch in 3D erforderlich ist. Diese Techniken sind besonders wichtig, wenn kleine geometrische Details im Endprodukt enthalten sind.

Das Pressen von Glas wird durch zwei Haupteffekte begrenzt. Wenn die Presszeit lang ist, kann die kalte Form oder der kalte Stempel die Strömung bzw. das Glas einfrieren oder Kühlwellen auf der Glasoberfläche erzeugen. Wenn die Presszeit andererseits kurz ist, ist die Kolbengeschwindigkeit sehr hoch. In diesem Fall könnte das Glas auseinander reißen und Heissrisse bilden.

Unsere Software kann solche Effekte vorhersagen und hilft Designern, die richtige Geometrie für ihre Formen und Plunger zu finden. Neben der normalen Strömung mit Newtons viskosem Gesetz ist NOGRID points auch in der Lage, die Berechnung mit nicht-Newtonschen Materialien durchzuführen (auch viskoelastisches Materialverhalten wird berücksichtigt).

NOGRID points berechnet die tatsächliche Glasströmung sowie die Temperaturverteilung während des gesamten Formungsschrittes und kann ebenso das Auftreten von "Chill Ripples" vorhersagen. Vergleiche mit unterschiedlichen experimentellen Daten haben eine hohe Präzision der Simulation bezüglich dieses komplizierten Strömungsprozesses gezeigt. Die kurze Rechenzeit ermöglicht es unseren Kunden, die Simulation in den Designprozess zu integrieren, um ein optimales Produkt zu erhalten. Darüber hinaus sparen sie Zeit und Aufwand in der Designphase bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität.

NOGRID vereint die Fähigkeiten, Formgebungsprozesse und bewegte Teile im Definitionsbereich zu berechnen:

• Einfache und intuitive Modellierung
• Die Berechnung kann in 2D oder voll 3D erfolgen, wobei die kompletten Navier-Stokes-Gleichungen gelöst werden
• Bewegung von Rändern, Wänden oder ganzen Körpern
• Frei definierbare Materialeigenschaften durch Gleichungen oder Kurven auch für nicht-Newtonsche Fluide
• Mehrphasenströmungen mit beliebigen Materialkombinationen
• Bewegung von Körpern im Fluid, Fluid Structure Interaction (FSI)

Folgen Sie diesem Link um zu sehen, wie Simulation beim Design eines gepressten Glasbehälters helfen kann.