Die Füllsimulation beschreibt die rechnerische Vorhersage, wie eine Kunststoffschmelze beim Spritzgießen das Formteil und das Werkzeug füllt. Eine Füllsimulation wird meist früh in der Bauteil- und Werkzeugentwicklung eingesetzt, um Fließwege, Druckbedarf und das Füllverhalten sichtbar zu machen, bevor Stahl geschnitten wird. Im Kontext der Kunststofftechnik ist sie ein zentraler Baustein der CAE-Simulation, weil sie Konstruktion, Werkzeugkonzept und Prozessparameter zusammenbringt.
Typische Fragestellungen betreffen die Lage und Anzahl von Anschnitten, die Balance von Fließfronten sowie das Risiko von Bindenähten oder Lufteinschlüssen. Auch die zu erwartende Schergeschwindigkeit und die daraus resultierende Scherviskosität spielen eine Rolle, weil sie Einfluss auf Druck, Temperaturverteilung und Oberflächenqualität haben. Neben dem eigentlichen Füllen werden häufig auch Nachdruckphase und Kühlung betrachtet, da diese Schritte die Bauteileigenschaften und die Maßhaltigkeit stark mitbestimmen.
Die Ergebnisse hängen stark von den Eingangsdaten ab. Das beginnt bei der Materialdatenbasis wie Viskositätskurve, pvT-Verhalten und Wärmeleitfähigkeit und reicht über die Bauteilgeometrie bis zur Abbildung von Kavität, Anguss und Verteiler. Auch Randbedingungen wie Schmelzetemperatur, Werkzeugtemperierung, Einspritzprofil und Umschaltpunkt beeinflussen das Ergebnis. Bei dünnwandigen Teilen oder langen Fließwegen kann eine kleine Änderung der Wandstärke oder der Oberflächenrauheit den Druckverlust deutlich verändern.
Typische Fehlerbilder, die eine Füllsimulation früh zeigen kann, sind Kurzschlussbereiche durch zu hohen Strömungswiderstand, ungleichmäßige Füllung mehrerer Kavitäten oder kritische Bereiche mit hoher Scherwärme. Daraus können Risiken wie Verbrennungen an Entlüftungen, sichtbare Bindenähte in Funktionszonen oder unerwünschte Faserorientierung bei glasfaserverstärkten Materialien entstehen. Auch Einfallstellen können bereits indirekt erkannt werden, wenn Nachdruck und Erstarrung ungünstig wirken.
Für die Auslegung ist wichtig, Simulationsergebnisse als Entscheidungshilfe zu nutzen, nicht als absolute Wahrheit. Eine gute Praxis ist, verschiedene Varianten zu vergleichen, etwa Anschnittlagen oder Wandstärkenübergänge, und die Robustheit gegenüber Prozessschwankungen zu prüfen. Wenn die Füllsimulation sauber aufgesetzt ist, unterstützt sie eine stabilere Prozessauslegung, reduziert Iterationen in der Erprobung und liefert eine nachvollziehbare Grundlage für Werkzeugänderungen.
