Materialdaten von Hochleistungspolymeren werden der Modellierungsplattform Digimat von e-Xstream engineering hinzugefügt
In die neue Version Digimat-MX wurden die Materialdaten zweier Hochleistungspolymere von Solvay Specialty Polymers integriert. Bei den neuen Materialien handelt es sich um die Polyketone AvaSpire® AV-651 GF30 (PAEK) und KetaSpire® KT-880 GF30 (PEEK) von Solvay. Mit Digimat bietet die MSC Software-Tochter e-Xsteam engineering eine Lösung, um Materialeigenschaften zu untersuchen, insbesondere die Eigenschaften von faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen für die Berechnung von Composites.
„Solvay ist ein langjähriger Kunde und Technologiepartner von e-Xstream. Wir sind sehr glücklich, nun die ersten Hochleistungswerkstoffe von Solvay unserer Datenbank hinzufügen zu dürfen“ freut sich Roger Assaker, CEO von e-Xstream engineering und Experte für Materialdaten bei MSC Software.
Bisher hat Solvay die Simulationssoftware Digimat-MX intern genutzt und in Serviceprojekten faserverstärkte Kunststoffe für seine Kunden modelliert und analysiert. Jetzt haben aktuelle und potenzielle Anwender die Möglichkeit, Computersimulationen mit Materialdaten von Solvay selbst durchzuführen. „Die Integration unserer Werkstoffe in das System von Digimat-MX ist wichtig, es erhöht deren Sichtbarkeit und potenzielle Nutzer haben Zugang dazu“ erläutert Laurent Hazard, Technischer Marketingmanager bei Solvay Specialty Polymers.
Die Entwicklung neuer Composites mit kurzfaserverstärkten Kunststoffen stellt hohe Herausforderungen an die Produktentwicklung, die laut Solvay vom Standarddesign von Metallteilen erheblich abweichen. Grund hierfür ist die spezifische Faserorientierung, die sich auf die Materialeigenschaften auswirkt. Digimat-MX ist eine darauf spezialisierte Datenbank für Composite-Materialien, die Zugriff auf experimentelle Daten mit unterschiedlichen Dehnungsraten, Temperaturen und anderen wichtigen Eigenschaften bietet. Die gesamte Lösung Digimat wird von Ingenieuren in der Kunststoffindustrie für multiskalare Material- und Strukturmodellierung genutzt. Digimat eignet sich für die Untersuchung von Thermoplasten und Duroplasten mit kurzen, langen oder kontinuierlichen Glas- oder Kohlefasern und für jede Art von Mikro- oder Nano-Füllstoffen.
AvaSpire ® PAEK und KetaSpire ® PEEK sind Hochleistungspolymere mit hervorragender Festigkeit, Steifigkeit und Dimensionsstabilität bei sehr hohen Temperaturen und in rauen Umgebungen, niedrigen Reibungskoeffizienten und hoher Verschleißfestigkeit sowie außergewöhnlicher chemischer Beständigkeit. Um die Eigenschaften dieser Hightec-Materialien bestmöglich auszunutzen, hat Solvay spezielle CAE-Verfahren basierend auf Digimat entwickelt. Diese Verfahren haben im Labor von Solvay in Brüssel einen internen Validierungsprozess unterlaufen. Solvay kann nun elastisch-plastische Eigenschaften für Temperaturen bis 170°C in der Datenbank von Digimat-MX bereitstellen.
Gekoppelt mit nichtlinearer struktureller Finite Elemente (FE)-Software wie Marc, Abaqus oder Ansys erlaubt Digimat die Validierung virtueller Designs anhand numerischer Analysen. Die strukturmechanischen Berechnungen werden unter Berücksichtigung der prozessabhängigen, lokalen Glasfaserorientierung durchgeführt. Diese wird durch Programme wie Autodesk, Moldflow oder Moldex3D ermittelt, die Spritzgussverfahren simulieren. Die physikalischen Eigenschaften der Hochleistungspolymere sind dabei in den meisten Datenbanken der Softwareprogramme enthalten.
AvaSpire® ist ein 30% glasfaserverstärktes PAEK. Es zeichnet sich aus durch eine höhere Steifigkeit als PEEK von 150°C bis 190°C, verbesserte Dehnbarkeit und Zähigkeit, ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chemikalien, Heißwasser und Dampf sowie eine gute Verformbarkeit und Färbbarkeit. Diese Eigenschaften machen es geeignet für Anwendungen in den Bereichen wie dem Gesundheitswesen, Transport, Elektronik oder Chemie.
KetaSpire® ist ein 30% glasfaserverstärktes PEEK-Material mit hoher Fließgeschwindigkeit. Es bietet hohe Festigkeit und Steifigkeit, Dauerbetrieb bis 240°C, außergewöhnliche chemische Beständigkeit sowie ausgezeichnete Verschleiß- und Abriebfestigkeit. Typische Anwendungen sind mechanische Komponenten in Flugzeugen, Getriebe, Dichtungen eines Antriebsstrangs, medizinische Geräte und elektronische Komponenten.
Es ist geplant, weitere Hochleistungspolymere von Solvay, einschließlich Ixef® Polyarylamid (PARA)-Verbindungen, in zukünftige Versionen von Digimat zu integrieren.
MSC entwickelt Computer Aided Engineering (CAE) Software für Simulation und virtuelle Produktentwicklung. Das Unternehmen mit Zentrale im kalifornischen Santa Ana wurde 1963 gegründet und hat heute weltweit Niederlassungen in 20 Ländern. Die Lösungen von MSC erlauben es Unternehmen der unterschiedlichsten Branchen, Ihre Produkte in einer virtuellen Welt zu entwickeln und zu testen – von den ersten Konzeptentwürfen über die Erstellung des digitalen Modells bis hin zur Analyse an virtuellen Prototypen.
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