NOGRID pointsBlow Software

Bei der Herstellung von Glasflaschen sind oft viele kostenintensive Musterungsdurchläufe in der Produktion notwendig, bis die Flasche die gewünschte Qualität aufweist. Durch Simulation des Flaschenherstellungsprozesses können Sie verschiedene Varianten Ihrer Flasche vergleichen und erhalten so eine Basis für die Optimierung der Flasche. Dadurch sparen Sie Geld und Zeit. Unsere CFD Simulationssoftware NOGRID pointsBlow wurde speziell für die Behälterglasindustrie entwickelt.  Sie simuliert und berechnet den Prozess der Herstellung von Behälterglas in einer praktikablen Zeit und stellt die Ergebnisse in voll 3D dar.


 
Simulation des BlowBlow-Prozesses bei Behälterglas
Abb. 1: Ansicht der Ergebnisse einzelner Zeitschritte 

NOGRID pointsBlow-Software kann folgende Prozessarten der Behälterglasherstellung simulieren:

  • BB (Blow and Blow)
  • PB (Press and Blow or Wide Mouth PB)
  • NNPB (Narrow Neck Press and Blow)
  • PB (Press and Blow für die Tableware-Industrie)


Genau wie in der Realität, beginnt die Simulation mit dem Laden des Tropfens und endet mit dem Herausnehmen des fertigen Behälters. Alle Schritte des Herstellungsprozesses sind in einem Simulationsmodell integriert; alle Wände, die während des gesamten Prozesses mit dem Glastropfen in Berührung kommen, werden in der Simulation zum entsprechenden Zeitschritt gemäß der zeitlichen Vorgaben der IS-Maschine aktiviert und deaktiviert.  Wie in Abbildung 2 dargestellt, kann die Flasche jede denkbare 3D-Form haben - sogar Flaschen mit Henkel können berechnet werden. Es gibt also keine Einschränkungen bezüglich des Flaschendesigns, so dass der User das Design beliebig testen und evaluieren kann.

Einzelne Schritte innerhalb des BB-Prozesses Experimentell verifizierte Flaschen 
Abb. 2: Die einzelnen Schritte innerhalb des BB-Prozesses und eine Auswahl verschiedener Flaschenformen
 
In der Vergangenheit wurden sehr viele verschiedene Flaschendesigns mit NOGRID pointsBlow  berechnet und mit real produzierten Flaschen verglichen - die Ergebnisse waren perfekt . Die Gewichte der zu berechnenden Flaschen können im Bereich zwischen 20 g (z. B. kleine Parfumflakons) und 2000 g liegen. Die Berechnungszeit hängt vom Gewicht des Tropfens ab und liegt bei 2D-Berechnungen im Minutenbereich und bei 3D-Berechnungen im Stundenbereich. 

 

Bevor eine Simulation gestartet werden kann, benötigt NOGRID pointsBlow Input-Daten, und zwar Geometrie, Material- und Prozessdaten.


GEOMETRIE

Bevor eine Simulation einer Flasche mit NOGRID pointsBlow Software gestartet werden kann, muss die Geometrie erzeugt werden  (Abb. 3), und zwar die Geometrie der Vorform, der Fertigform, des Plungers und die des Ausgangstropfens unmittelbar vor dem Ladevorgang. Die Geometrie des Tropfens ist frei wählbar. Die Temperatur des Tropfens wird als homogen angenommen, kann aber auch inhomogen dargestellt werden (siehe references: Moeller, A., Effects of asymmetric gob temperature on container glass forming, Proceedings 13th International Congress on Glass, ICG, Prague, 2013).

 
Geometrie-Ansicht bei Nogrid pointsBlow

Abb. 3: Geometrie Ansicht
    
Da alle Unternehmen für die Modellierung ihr eigenes CAD-System verwenden, kann NOGRID pointsBlow alle benötigten geometrischen Formen mit Hilfe von STEP interface importieren. Das heißt, dass der User einfach die gewünschten Geometrien in einen CAD-Ordner extrahiert und diesen anschließend in das STEP-Format exportiert, was die meisten CAD-Systeme unterstützen. Wenn alle Materialeigenschaften und Prozessdaten (siehe unten) gegeben sind, kann der User die Berechnung sofort starten. Eine Vernetzung ist nicht erforderlich, die Punkte innerhalb des Ursprungstropfens füllen sich automatisch.

MATERIAL- UND PROZESSDATEN

Im Behälterglasproduktionsprozess können die Glaszusammensetzung und daraus bedingt die Glaseigenschaften variieren, auch wenn normalerweise eine Soda-Lime-Zusammensetzung verwendet wird. Die Zusammensetzung für Soda-Lime Glasbehälter ist nicht immer die gleiche (sie kann sowohl von Unternehmen zu Unternehmen als auch von einer Anlage zur anderen variieren), so dass der User individuelle Glasdaten als auch Standarddaten für die Berechnung verwenden kann.

Ansicht Materialeigenschaften bei Nogrid pointsBlowAnsicht Prozessdaten bei Nogrid pointsBlowAbb. 4: Materialeigenschaften und Prozessdaten

Die wichtigste und sensibelste Materialeigenschaft für den Produktionsprozess von Behälterglas ist die Viskosität des Glases, die von der Temperatur abhängt. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, die Temperatur des Ursprungstropfens präzise festzulegen. Diese ist jedoch normalerweise absolut unbekannt und kann nur mit erheblichem Aufwand gemessen werden. NOGRID pointsBlow kann die homogene Temperatur des Ursprungstropfens durch das gegebene Tropfengewicht unter Anwendung eines empirischen Gesetzes automatisch festlegen. 

 
Ansicht Ergebnisse (Temperatur) bei Nogrid pointsBlow 
Abb. 5: Ansicht der Ergebnisse (Temperatur [°C] ist ausgewählt)

ERGEBNISSE

In Abbildung 5 wurde die Variable 'Temperatur' beim letzten Zeitschritt ausgewählt. Um die Ergebnisse zu analysieren, berechnet die Software die Wanddicke zu jedem Zeitschritt durch das Lösen einer zusätzlichen Differenzialgleichung. Der User kann die Dickenverteilung ebenso wie andere Variablen wählen, wie beispielsweise die Temperatur (siehe Abb. 6). 

   
Ansicht Dickenverteilung [mm] bei Nogrid pointsBlow: 3D , xy-Darstellung und Punktuntersuchung

Abb. 6: Dickenverteilung [mm]: 3D Ansicht, xy-Darstellung und Punktanalyse
 
NOGRID pointsBlow Software berechnet den Formgebungsprozess, indem sie alle IS Maschinenzeit-Daten verwendet, die sowohl die Druckdaten, Plungerbewegung und Wärmeflussdaten beinhalten.  Die Plungerbewegung kann druckgesteuert sein oder durch eine Zeitkurve festgelegt werden. Die festgelegten Maschinenzeiten-Daten können die Qualität der Dickenverteilung verbessern oder verschlechtern, so dass NOGRID pointsBlow bei folgenden Dingen helfen kann:
  

  • Finden der optimalen Vorform (durch Vergleich verschiedener Vorform-Alternativen aus Ihrem CAD-System)
  • Reduzierung der Anzahl der Formdesign-Tests 
  • Finden der besten IS Zeit-Maschinendaten
  • Reduzierung der Anzahl der Musterungsdurchläufe in der Produktion 
  • Finden des geringst möglichen Gewichtes des Behälters


Last but not least hilft NOGRID pointsBlow die Ursachen von Mängeln innerhalb des Glasbehälters zu verstehen. Mithilfe der Simulation kann man nachvollziehen, wie der Formgebungsprozess im Detail funktioniert und damit eine Basis für sämtliche Verbesserungen schaffen.


ZUSAMMENFASSUNG

NOGRID pointsBlow Software ermöglicht die Simulation aller wichtigen Glasbehälterformungsprozesse in voll 3D in einer praktikablen Zeit. Die Graphical User Interface (GUI) ist speziell für die Behälterglasindustrie designed, so dass alle Modellierungs- und Simulationsschritte leicht zu verstehen und umzusetzen sind. Durch Anwendung der Software kann die Anzahl der Form- und Produktionsdesign-Versuche signifikant reduziert werden und die Investitionskosten in eine Softwarelizenz kann sich bereits mit dem ersten neuen Flaschendesign amortisieren.

NOGRID pointsBlow ist einzigartig auf dem Markt: Keine andere Software kann den Formungsprozess von Behälterglas für die Prozesstypen BB, PB, NNPB und PB für Tableware in voll 3D in einer praktikablen Rechenzeit darstellen. 
      
Produktbox Nogrid pointsBlow Software 

Als Hersteller von Behälterglas sollten Sie es nicht versäumen, unsere Software zu testen. Sie werden weltweit keine andere Software für die Simulation von Behälterglas finden, die qualitativ hochwertige Ergebnisse in einer sehr kurzen Zeit liefert. Auch die Berechnung von komplizierten Flaschenformen, wie beispielsweise Flaschen mit Henkeln, kann mit NOGRID pointsBlow realisiert werden.
 
Durch die professionelle Simulation des Glasformungsprozess mit NOGRID pointsBlow werden Sie effektiver sein und Zeit und Ressourcen sparen. Überzeugen Sie sich, indem Sie unsere Software testen. Kontaktieren Sie uns gerne für eine Testversion.