Forscher der Johannes Kepler Universität in Linz veröffentlichten im Zuge des vom ecoplus Kunststoff- und Mechatronik-Cluster in Niederösterreich geleiteten Cornet Projekts AM 4 Industry ein Handbuch das Werkzeugbauingenieure die Simulation von Kühlkanälen mittels Open Source Software ermöglicht.

Additive Fertigung, umgangssprachlich oft als 3-D-Druck bezeichnet, ermöglicht durch das zugrunde liegende Schichtbauverfahren die Erstellung innen liegender komplexer Strukturen. Eine erfolgreiche Anwendung dieser Möglichkeit findet sich bei Werkzeugen, die mit optimierten innen liegenden Temperierkanälen ausgestattet werden. Derartige konturnahe Kühlkanalgeometrien können Werkzeuge effizient temperieren und die Qualität, Langlebigkeit und Produktivität positiv beeinflussen. Die Gestaltung von optimalen konturnahen und regellosen Kühlkanälen setzt jedoch eine verlässliche Simulation voraus, die von viele kommerziellen Simulationsprogrammen nicht ausreichend unterstützen wird.

Thomas Mitterlehner, Eva Kobler und Georg Steinbichler vom Institut für Polymer-Spritzgießtechnik und Prozessautomatisierung an der Johannes Kepler Universität haben daher im Zuge des vom ecoplus Kunststoff- und Mechatronik-Cluster in Niederösterreich geleiteten Cornet Projekt AM 4 Industry die Auslegung und Simulation von konturnahen Kühlkanälen mittels der Open Source Software OpenFoam erforscht. OpenFoam (Open Source Field Operation and Manipulation) ist eine frei erhältliche Software, die vorwiegend für die Lösung von Strömungsproblemen (CFD) verwendet wird und bereits in der Basisversion über einen nützlichen Löser (Solver) verfügt. Das in C++ geschrieben Programm erlaubt darüber hinaus die Adaptierung einer Vielzahl an weiteren Lösern, hat einen offenen Sourcecode und erlaubt eine beliebige Erweiterung von Codes und Berechnungen.
Basierend auf dieser Software und unter Verwendung des Lösers „chtMultiRegion“, der für die Berechnung des Wärmeaustausches zwischen einem Festkörper und einem Fluid verwendet wird, entwickelten das Team ein anwendungsorientiertes Beispiel zum Aufbau und Durchführung einer Simulation. Der Prozess wurde dann von den WissenschaftlerInnen ausführlich und praxisnahe in einem Handbuch beschrieben, um PraktikerInnen in der Entwicklung, SimulationsingenieurInnen und StudentInnen einen anwendungsorientierten Einstieg sowie einen Überblick über die Arbeit mit OpenFoam zu ermöglichen. Das Handbuch bietet Interessierten damit eine kostengünstige Einarbeitung in die Thematik, hilft Simulationen zu verbessern und kann bei der Realisierung eines Wettbewerbsvorteils unterstützen. Die zusammenfassenden Projektergebnisse und das Handbuch „Einstieg in OpenFoam und chtMultiRegion anhand eines anwendungsorientierten Beispiels“ können kostenfrei auf der Website des Forschungsnetzwerks geladen werden.

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