Entwicklung von mediendurchflossenen Bauteilen
Strömung verstehen. Bauteile optimieren. Sicherheit berechnen.
Impetus Plastics Engineering entwickelt und produziert mediendurchflossene Bauteile – von der Idee bis zum fertigen Formteil. Unsere langjährige Expertise umfasst Bauteilauslegung, strömungsmechanische Simulationen, Lebensdauerauslegung und die Einhaltung relevanter Normen.
Der Transport bzw. die gezielte Führung von Medien, wie Wasser, flüssige Chemikalien, Gase oder Blut, stellt hohe Anforderungen an Material, Geometrie und Funktion. Neben der richtigen Medienbeständigkeit kommt es oft auch darauf an, dass die Materialien bzw. Bauteile dauerhaft hohe Temperaturen, Druck oder mechanische Belastungen aushalten – und das nicht nur kurzfristig, sondern über viele Jahre hinweg im realen Einsatz.
Im Bereich Heizung, Sanitär und Klima entwickeln wir gemeinsam mit unseren Kunden anspruchsvolle, langlebige und medienbeständige Bauteillösungen – von der Idee bis zur Serienreife.
Impetus übernimmt die Produktentwicklung Ihrer Fluidbauteile durchgängig – von der Konzeption über die Optimierung bis zur Serienfertigung.
Frühe Absicherung der Bauteile, der Werkzeugkosten
und des Produktionsstarts
Für die Optimierung von Fluidbauteilen setzen wir insbesondere CFD Analysen, FEM Berechnungen und Prozesssimulation ein. So lassen sich bereits in frühen Entwicklungsphasen – auch bei anisotropen Materialeigenschaften – belastbare Ergebnisse erzielen und direkt in eine optimierte Bauteilgeometrie überführen.
Dies reduziert den Testaufwand, verkürzt Entwicklungszeiten und senkt Kosten erheblich. Dank der engen Verzahnung mit Fertigung und Werkzeugbau gelingt der Serienstart schnell und oft reibungslos.
CFD-Strömungssimulation von Luft, Gasen und Flüssigkeiten - Bauteilentwicklung auf höchstem Niveau
Strömungsverluste minimieren, Temperaturverhalten analysieren, Randbedingungen gezielt definieren
Mediendurchflossene Bauteile sind oft komplexe Bauteile. Eine CFD Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics) ist deshalb ein wichtiger Baustein, um bereits in der Konstruktionsphase die Werkzeugkosten und die Einhaltung des geplanten Produktionsstarts abzusichern.
Mit CFD-Analysen berechnen wir das Strömungsverhalten mediendurchflossener Produkte bereits in frühen Entwicklungsphasen – zuverlässig und realitätsnah. Unsere Simulationen liefern detaillierte Aussagen zu Druck- und Geschwindigkeitsverteilungen, Wärmeübertragung sowie den daraus resultierenden Kräften auf angrenzende Bauteile.
Zu den typischen Aufgaben gehören die Minimierung von Strömungsverlusten oder – bei vorhandenen Wärmequellen – die gekoppelte Analyse von Strömung und Temperaturverhalten.
Die Auswahl geeigneter Berechnungsmodelle (z. B. für turbulente oder mehrphasige Strömungen), die Festlegung realistischer Randbedingungen und die Einbeziehung von Wärmeleitung im Festkörper sichern die Qualität und Aussagekraft unserer Ergebnisse.
Seriennahe Prototypen für die Validierung von Fluidbauteilen
Frühe Prüfung von Strömungsverhalten, Einbaubedingungen oder akustischen Eigenschaften
So fertigen wir z. B. wasserbeständige Prototypen für Funktionsprüfungen oder Modelle im Stereolithographie-Verfahren, um Druckverluste schnell und kosteneffizient an verschiedenen Geometrien zu untersuchen.
Hierbei können Prototypen durch die enormen Fortschritte bei der seriennahen Herstellung zunehmend in einem immer früheren Entwicklungsstadium zur Durchführung von Montage- und Funktionstests genutzt werden. So stehen u.a. medienbeständige Prototypen aus Lasersinterwerkstoffen für Bauteiltests zur Verfügung.
Überprüfbar sind neben dem Design u.a. alle Funktionen, die mit der Geometrie eines Bauteils zusammenhängen, wie Montage, Strömung und teilweise Geräusche. So können Druckverluste und Geräusche beurteilt werden, die beim Fließen oder Umströmen von Medien im Bauteil entstehen (Lüfter, Pumpen, Ventile, Verrohrungen).
Thermisch ausgelegte Werkzeuge für optimale Zykluszeiten
Effiziente Kühlkonzepte und innovative Werkzeugtechnik für komplexe Fluidbauteile
Die Auslegung und Fertigung von Werkzeugen für mediendurchflossene Bauteile zählt zu unseren Kernkompetenzen. Geometrische Randbedingungen erlauben bei Fluidbauteilen oft keine kunststoffgerechte Konstruktion, so dass die thermische Werkzeugauslegung und die konturangepasste Kühlung schnell eine entscheidende Rolle beim Werkzeugbau spielt. Wir berechnen geeignete Temperierkonzepte und setzten diese im Werkzeug um.
Mediendurchflossene Bauteile weisen vielfach spezielle Kanalgeometrien und -anordnungen auf. Oft haben Fluidbauteile eine Vielzahl von Bauteilkrümmungen oder nutzen mehrere Kanäle direkt nebeneinander. Wir fertigen deshalb Werkzeuge mit Bogenschiebern oder setzen zielgerichtet „Schieber in Schieber“-Techniken ein. Ebenso stellen wir Werkzeuge mit automatisch entformten Gewinden her. Mit all diesen Maßnahmen sind wir in der Lage, Bauteile mit fast beliebig gestaltbaren inneren Medienkanälen zu entwickeln und zu fertigen.
Anisotrope Lebensdauerauslegung
von faserverstärkten Bauteilen
Mehrjähriger Einsatz
unter Medieneinfluss und
Temperaturbelastung
Medienleitungen aus Kunststoff werden in Bereichen eingesetzt, welche vielfach die Auswahl von faserverstärkten Materialien erfordern. Sie werden zudem in Bereichen genutzt, in denen unter bestimmten Innendruckbelastungen eine längere Lebensdauer auch unter Temperatureinfluss gewährleistet werden muss.
Mit der FEM-Analyse und angepassten, anisotropen Materialmodellen für den Medieneinfluss kombiniert mit der Füllsimulation lässt sich eine mehrjährige Einsatzdauer unter Medien- und Temperatureinfluss absichern.
Unser Simulationszentrum bietet speziell für die Absicherung der Produktion von mediendurchflossenen, faserverstärkten Bauteilen eine erprobte Berechnungsvorgehensweise an. Darüber hinaus können selbstverständlich auch eine Vielzahl anderer Fragestellungen einbezogen werden.
Produktzulassungen für Trinkwasserkontakt
Trinkwasserzulassungen sicher erfüllen
Kunststoffprodukte für den Trinkwasserbereich müssen auf Unbedenklichkeit geprüft werden, insbesondere hinsichtlich niedriger Migrationswerte und hoher Geschmacksneutralität.
Innerhalb von Europa sind die Trinkwasserzulassungen länderspezifisch geregelt. In Deutschland gibt das Umweltbundesamt die Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von organischen Materialien in Kontakt mit Trinkwasser (KTW.BWGL) heraus. Die DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs e. V.) prüft nach diesen vorgegeben Anforderungen und erteilt entsprechende Zertifikate. Sollen die Produkte in weiteren Ländern eingesetzt werden, müssen im Allgemeinen weitere Zertifikate, wie Kiwa/Niederlande, WRAS (Water Regulations Advisory Scheme)/Großbritannien, oder ACS (Attestation de conformité sanitaire)/Frankreich erworben werden.
Wir beraten unsere Kunden bei der Entwicklung von Fluidbauteilen, bei der Werkstoffauswahl sowie der Produktegeometrie und lassen diese im Auftrag bei den entsprechenden Prüfstellen zertifizieren.
Was bieten wir unseren Kunden in der Entwicklung und Produktion medienführender Bauteile?
Unsere Leistungen im Überblick
- Beratung und Konzepte für Fluidbauteile
- Optimierung bestehender Systeme
- Berechnung/Auslegung der mechanischen Anforderungen (Lebensdauer)
- Optimierung des Strömungsverhaltens, z.B. des hydraulischen Druckverlusts oder der Geräusche
- Unabhängige Werkstoffauswahl
- Auswahl und Bau von Prototypen
- Prototypentests
- Werkzeugauslegung (auch thermisch) und Werkzeugbau
- Produktion medienführender Bauteile
Weitere Branchen
Frühe Absicherung der Bauteile, Werkzeugkosten und des Produktionsstarts
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