FEM Berechnungen: Simulation des Langzeitverhaltens von TPE jetzt möglich
Welche Geometrien, Konzepte, TPE-Materialien führen zu einer langen Funktionalität?
Das Verhalten der TPEs unter langfristiger Last ist bei technischen Bauteilen oft ausschlaggebend für die Funktion und die Vermeidung von späteren Austauschaktionen, wie folgende Beispiele verdeutlichen:
- Anpressdruck von Dichtungen
- Verbleibender Weg für Dämpfungselemente
- Gestalt von Drucktastern
Bei der Beurteilung der langfristigen Bauteileigenschaften spielt insbesondere das Thema Druckbelastung eine entscheidende Rolle. Ca. 90% aller technisch verwendeten TPE-Bauteile werden laut Herstellern auf Druck belastet.
Angepasstes, zeitraffendes Prüfverfahren und validierte Simulation
Langzeitbelastungen von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) können nun entsprechend ihres realen Einsatzzeitraums im Vorfeld simuliert werden. Hierfür werden die notwendigen Materialkennwerte dank einer für TPES angepassten, Prüfmethode zeitraffend innerhalb weniger Tage bestimmt. Damit steht den Produktentwicklern jetzt ein bislang den Thermoplasten und Elastomeren vorbehaltenes Berechnungsinstrument auch für die Bauteilauslegung von TPEs zur Verfügung.
Simulation und Messung der mechanischen TPE-Langzeiteigenschaften stimmen gut überein. (Foto: Impetus Plastics Engineering)
Simulation mit angepassten Materialmodellen
Thermoplastische Elastomere vereinen thermoplastische und elastomere Eigenschaften. Jedoch weisen diese Materialien keine chemischen Vernetzungsstellen auf, sondern erzielen ihre Eigenschaften durch die Verschlaufungen einzelner Polymersegmente, die zu physikalischen Vernetzungen führen. Aufgrund der Materialstruktur der TPEs ist es deshalb nicht verwunderlich, dass eine Berechnung dieser Werkstoffe nicht mit einer klassischen Steifigkeitsanalyse für Thermoplaste möglich ist. Genauso ist ein reiner hyperelastischer Materialansatz, wie er bei Elastomeren Anwendung findet, nicht für eine Langzeitvorhersage des Materialverhaltens von TPEs geeignet. Die Impetus Plastics hat demzufolge die Materialgesetze für die Verwendung von TPEs angepasst.
Unseren Kunden steht — zusammen mit der entwickelten Prüfmethode — eine Vorgehensweise für die Simulation des mechanischen Langzeitverhaltens von TPEs zur Verfügung.
Wir stellen Ihnen gerne weitere Details des neuen Materialmodells für TPE vor -> Kontakt Impetus.
M it dem angepassten, zeitraffenden Prüfverfahren für TPEs und der Simulationsvorgehensweise stellt die Impetus Plastics Engineering ihren Kunden jetzt auch die Berechnung des Langzeitverhaltens von TPEs zur Verfügung.
Laut Herstellern werden ca. 90% aller technisch verwendeten TPE-Bauteile auf Druck belastet.
Branchen TPE-Bauteile
- Automobilindustrie
- Medizintechnik
- Sanitärindustrie
- Bauindustrie
- Consumerbereich
- Sportindustrie
- Verpackung
