Neue Verbindungen und neue Einblicke verspricht die Fachmesse Foam Expo, die vom 5. bis 7. Dezember in Stuttgart stattfindet. Letzteres nehmen die Forschenden des Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern wörtlich: Mit der Software FOAM sind Einblicke in die Mikrostruktur verschiedenster Schäume möglich. Vorgestellt wird das Tool in Halle 1 an Stand 250.
Schäume sind ideale thermische oder akustische Dämmstoffe und ein guter Ersatz für Verbundwerkstoffe. Sie sind daher nicht nur in Sitzen aller Art zu finden, sondern kommen auch als Stoßdämpfer oder für die Schall- und Wärmedämmung zum Einsatz. Die Beschaffenheit der Schäume bestimmt wesentlich die Funktionalität der Anwendungen. Darum ist es wichtig, bereits bei der Herstellung einen Blick ins Schauminnere werfen zu können.
Neu: Automatisierte Materialcharakterisierung und Schaumdatenbank
Möglich macht das die am Fraunhofer ITWM entwickelte Software FOAM: Sie simuliert den Herstellungsprozess von Schaumstoffen für beliebige Bauteile, wie beispielsweise Kühlgeräte, Sitze u.v.m. Neu vorgestellt wird der automatisierte Prozess der Materialparameteridentifikation der Schaumrheologie und Expansionschemie aus einfachen Experimenten oder direkt aus Foamat®-Messungen. Damit lassen sich schnell und direkt in FOAM eigene Schaumdatenbanken erstellen.
Simulationskette für Schaumstoff-Komponenten
Der digitale Zwilling für Schaumstoff-Komponenten beginnt mit der Simulation des Aufschäumprozesses mit FOAM, um die lokale Dichte und Porengrößenverteilung des Schaumstoffbauteils zu bestimmen. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird dann eine Schaumstoffdatenbank für verschiedene Dichten und Porengrößen dynamisch erstellt. Dieser Schritt stützt sich auf Mikrostruktursimulationen des Schaumes; diese wird mit dem ebenfalls am Fraunhofer ITWM entwickelten Tool FeelMath realisiert.
Ein gutes Beispiel für den Einsatz vom FOAM sind leichte, stabile Kinderfahrzeugsitze aus Schaumstoff. Die Prozesssimulation mit FOAM liefert die lokale Schaumdichte in einem Bereich zwischen 50 und 100 kg/m³.
In diesem Dichtebereich simulieren die Forschenden die mechanischen Mikrostrukturen, wobei sich die lokale Schaumstruktur mit zunehmender Dichte hin zu mehr geschlossenporigen Schäumen ändert. Die Mikrostruktursimulationen liefern die Datengrundlage zur Bestimmung dichteabhängigen Materialgesetztes, das bei der Belastungssimulation Verwendung findet. Der Vergleich mit einer herkömmlichen FE- Simulation zeigt, dass die Multiskalensimulation die Verschiebungen und Belastungen deutlich genauer vorhersagen kann.
Mehr über dieses spannende Thema erfahren Sie von unseren Kollegen direkt am Messestand 1/250 und im Vortrag von Dr. Dariusz Niedziela, der sich am Fraunhofer ITWM schwerpunktmäßig mit Schaumsimulation beschäftigt:
»Digital Prediction of Foam Expansion: Foam Parameter Identification and Process Simulation«
Zu hören ist er am 7. Dezember 2023 in der Morning Session um 11 Uhr auf Bühne 1.
wEITERE iNFORMATIONEN UNTER. https://www.itwm.fraunhofer.de/de/presse-publikationen/presseinformationen/2023/2023_11_27_pm-foam-expo.html
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Quelle Text/Bild:
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern
www.itwm.fraunhofer.de
Kaiserslautern, 27.11.2023
und dann 