Falltestsimulation zur sicheren Verpackung von Hausgeräten
Branche: Konsumgüter/GebrauchsgüterFachgebiet: StrukturmechanikDie BSH Hausgeräte GmbH nutzt Ansys Simulationswerkzeuge zur Entwicklung einer optimalen Verpackung zum Schutz vor Transportschäden. Untersucht wird die Auswirkung eines Sturzes sowohl auf den Herd als auch auf die EPS-Verpackung mit der verwendeten Schrumpffolie, die unter Zug aufgebracht und anschließend thermisch behandelt wird.
Zusammenfassung
Aufgabe
Eine richtig konzipierte Verpackung kann die potenziell schädlichen Stöße und Vibrationen, die bis zum Aufstellungsort auftreten abschwächen und das Produkt gezielt schützen. Zum Verpacken und Versiegeln von Waren werden in vielen Industriezweigen in der Regel Materialien auf Schaumstoffbasis zusammen mit Schrumpffolie aus Kunststoff verwendet. Bei der Entwicklung eines erfolgreichen Produkts ist es nicht nur wichtig zu wissen, wie sich das Design der Komponenten auf das Verpackungssystem auswirkt, sondern auch umgekehrt.
Lösung
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der numerischen Simulation eines Falltests eines Herdes mit EPS-Schaum und Kunststofffolienummantelung. Zusätzlich wurde die Vorspannung von Herd und Verpackung aufgrund der thermischen Schrumpfung der Kunststofffolie in der numerischen Untersuchung berücksichtigt.
Kundennutzen
Die Simulationsergebnisse aus Ansys LS-DYNA stehen überein mit den experimentellen Falltestergebnissen. Die Grundlage für ein optimiertes Verfahren zur Produkt- und Verpackungsgestaltung ist geschaffen worden.
Leider ist es üblich, dass Konsumgüter auf ihrem Weg zum Aufstellungsort mechanischen Stoßbelastungen ausgesetzt sind, insbesondere wenn sie während des Transports oder der Lieferung fallen gelassen werden. Die Fähigkeit, solchen Belastungen standzuhalten, ist entscheidend für die Entwicklung erfolgreicher Produkte wie der von Bosch-Siemens-Hausgeräte. In dieser Hinsicht kann eine richtig konzipierte Verpackung den potenziell schädlichen Schwingungseintrag abschwächen und die Auswirkungen auf die von der Verpackung geschützten Produkte abmildern. Um Waren zu verpacken und zu versiegeln, werden in vielen Industriezweigen typischerweise Materialien auf Schaumstoffbasis zusammen mit Schrumpffolie aus Kunststoff verwendet. Bei der Entwicklung eines erfolgreichen Produkts ist es nicht nur wichtig zu wissen, wie sich die Konstruktion der Komponenten auf das Verpackungssystem auswirkt, sondern auch umgekehrt. Die Vorspannung durch die Schrumpffolie (thermische Schrumpfung) ist ebenfalls sehr wichtig und muss berücksichtigt werden, bevor ein numerischer Falltest durchgeführt wird.
Die vorliegende Untersuchung befasste sich mit der numerischen Simulation eines Falltests eines Einbauherdes mit Verpackungsschaum und Kunststofffolienumhüllung. Zusätzlich wurde die Vorspannung von Herd und Verpackung aufgrund der thermischen Schrumpfung der Kunststofffolie in der numerischen Untersuchung berücksichtigt. Zu diesem Zweck wurde eine Simulation der thermischen Vorspannung der Kunststoffumhüllung durchgeführt, bevor der eigentliche Falltest der gesamten Baugruppe durchgeführt wurde. Die permanenten Verformungen des Kochers in der Nähe der Aufprallkante sowie die Verformung des Verpackungsschaums in der Nähe der Aufprallkante standen im Mittelpunkt des Interesses und wurden mit experimentellen Daten verglichen. Ansys LS-DYNA wurde verwendet, um die Falltestsimulation des Kochers sowie die thermische Vorspannungssimulation der Kunststoffverpackung durchzuführen.
