ChillWARE
ChillWARE ist eine Abkühlsimulationssoftware des Herstellers SHS plus GmbH zur Berechnung der Abkühlsituation von kontinuierlich hergestellten Produkten (zum Beispiel im Extrusionsverfahren). Das Simulationssystem wird weltweit von führenden Maschinenbauern und Kunststoffverarbeitern zur Auslegung von Maschinen und Prozessen eingesetzt und gilt derzeit als einzigartig hinsichtlich Funktionsumfang.
Kunststoffhalbzeuge wie etwa Rohre, Platten, Profile, Folien (etc.) werden im heißen und verformbaren Zustand verarbeitet und in die Produktform überführt und in einer anschließenden Kühlstrecke zur Erreichung der Formstabilität abgekühlt. Während des Abkühlprozesses können sich wesentliche Produkteigenschaften (Dimensionen, Abmessungen, mechanische Festigkeit, Kristallisationsgrade, etc.) signifikant verändern, so dass es für eine qualitativ hochwertige Verarbeitung zwingend notwendig ist, die Abkühlsitution exakt zu berechnen und die eingesetzte Maschinentechnik entsprechend auszulegen und zu parametrieren.
Die Simulationssoftware chillWARE basiert dabei auf der Finite Differenzen und Finite Elemente Methode und existiert in zwei verschiedenen Versionen (chillWARE 2D und chillWARE 3D) sowie sechs verschiedenen Modulen (für die Rohrextrusion, Coextrusion von Rohren, Extrusion von Kabelummantellungen, Vollstabextrusion, Folienextrusion und Plattenextrusion).
Mit dem Berechnungssystem lassen sich Abkühlprozesse von extrudierten Produkten exakt berechnen und die Auswirkungen unterschiedlicher Kühlwassertemperaturen, Luftstreckenlängen, Kühltanktechnologien oder auch verschiedener Materialien auf die Ausbildung von Produkteigenschaften oder die Betriebskosten feststellen. Das System bietet dazu Möglichkeiten zur Vorgabe des Produktaufbaus und wird von Kunststoffverarbeitern, namhaften Maschinenbauern und Forschungsinstituten aus den unterschiedlichsten Ländern dieser Welt eingesetzt.
Neben den Funktionen zur Optimierung von Prozessen und Bestandsanlagen, verfügt das System (ab Version 2.3.2) über eine Vollautomatisierung der Kühlstreckenauslegung. Auf der Basis der Vorgabe des produzierten Produktes (z.B. Material, Geometrie & Abmessungen, Durchsatz, Verarbeitungstemperatur) ermittelt das System dabei selbstständig die optimale Kühlstreckenkonfiguration und unterbreitet dem Anwender einen Initialvorschlag (Initialdesign).
Der Algorithmus der dabei zugrunde liegt berücksichtigt sowohl die Produktgeometrie, das Material, den gewünschten Produktionsdurchsatz sowie auch die Abzugsgeschwindigkeit des Produktes. Zusätzlich werden bei der Erarbeitung des Initialdesigns die Anschaffungskosten unterschiedlicher Kühlsysteme bekannter Hersteller einbezogen, so dass die Investitionskosten bei der Beschaffung einer neuen Linie möglichst gering gehalten werden können. Ausgehend von dieser analytisch stattfindenden Initialauslegung kann der Anwender nun einen hybriden Optimierungsalgorithmus aktivieren, der in einer iterativen Vorgehensweise die Kühlstrecke vollautomatisiert berechnet und optimiert. Als Ergebnis erhält der Anwender eine vollständig konfigurierte Kühlstrecke sowie die dazugehörigen Abkühldiagramme.
Quellenangaben[Bearbeiten]
- „Betriebskosten senken – gezielte Kühlstreckenoptimierung in der Extrusion“, Zeitschriftenbeitrag Plastverarbeiter
- „Pipe Cooling Simulation for Energy Savings and Enhanced Product Quality“, Polymer Processing Society, Annual Meeting, Pattaya, Thailand
- Efficient and cost saving pipe extrusion process by using finite difference based simulation systems“, Pipes in Infrastructure 2013, Applied Market Information Ltd., Düsseldorf
- “Simulation of the cooling process of plastic pipes allows a prediction of residual stresses and speed of sound inside the pipe wall” Pipe and Profile Extrusion Magazine, May/June 2013, Applied Market Information Ltd.
- “Cooling simulation for the prediction of quality properties and production costs of semi-finished products like pipes”; Society of Plastics Engineering (SPE), annual Conference SPE ANTEC, Las Vegas, 2014
- Cooling Simulation for the Prediction of Quality Properties & Production Costs, “Plastics Engineering” June 2014
- “Kühlstrecken richtig dimensionieren – Simulation verbessert Produktionseffizienz der Extrusion”, Plastverarbeiter, Hüthig Verlag, Ausgabe 04/2015, Seite 40-43
- „Automated Design and Optimization of Cooling Lines for Extrusion using chillWARE Cooling Simulation”, 31st Polymer Processing Society, Annual Meeting, Korea
- “Simulation of the cooling process of plastic pipes allows a prediction of residual stresses and speed of sound inside the pipe wall” Pipe and Profile Extrusion Magazine, May/June 2013, Applied Market Information Ltd.
- “Application of the finite difference method for the cooling process simulation of multi-layer pipes and cables”, Polymer Processing Society, 29th Annual Meeting, Nürnberg, Germany
