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Simulation Kosten senken für die Einarbeitung neuer Werkzeuge

Ein Gastbeitrag von Andreas Hemmerle 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung
G+K Umformtechnik GmbH
ebu Umformtechnik GmbH

Eine Software für die schnelle Simulation der elastischen Pressendurchbiegung sorgt dafür, dass die Einarbeitung neuer Werkzeuge nicht zur Kostenfalle wird.

Verformungsverhalten eines belasteten Pressentischs.(Bild: Fraunhofer-IWU)
Verformungsverhalten eines belasteten Pressentischs.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Große Presswerkzeuge bringen Werkstücke durch tonnenschweren Druck in die gewünschte Form. Doch welche Auswirkungen haben die immensen Kräfte auf das Werkzeugverhalten selbst? Wo so viel solider Stahl zum Einsatz kommt, kann nicht viel passieren – oder doch? Tatsächlich verformen sich Presswerkzeuge und selbst die Presse unter Prozesslast elastisch, mit entsprechenden Auswirkungen auf das Werkstück. Werden diese Effekte bei Konstruktion und Einarbeitung neuer Werkzeuge nicht berücksichtigt, sind viele teure Überarbeitungsschleifen erforderlich, bis die gewünschte Maßhaltigkeit des Bauteils erreicht ist. Hat der Werkzeugmacher solche Verformungseffekte völlig unterschätzt, muss das Presswerkwerkzeug auf der Fräsmaschine noch einmal komplett überarbeitet werden. Produktionsausfälle drohen, im ungünstigsten Fall für mehrere Monate. Die am Fraunhofer-IWU entwickelte Software Pressmate hilft nun, die Kosten für die Werkzeugeinarbeit in vielen Szenarien um bis zu 40 Prozent zu reduzieren und mehrere Einarbeitungsschleifen einzusparen.

Erfahrung ist gut, Daten sind besser

Bei einer rein erfahrungsbasierten Auslegung neuer Presswerkzeuge wird das elastische Verformungsverhalten der Presse nur unzureichend abgebildet und steht weder für Simulationen noch für Variantenstudien zur Verfügung. Eine umfangreiche manuelle Nacharbeit an den Werkzeugwirkflächen ist dann die Regel – so lange, bis die Werkstückqualität „passt“. Dieses Tryout ist zeitraubend und sehr teuer. Lösungen für eine wissensbasierte Auslegung der Werkzeugwirkflächen auf individuelle Presseneigenschaften hin sind nicht grundsätzlich neu. Dass bisherige Möglichkeiten jedoch nicht ausgeschöpft werden, liegt oft an der hohen Komplexität und dem erforderlichen Expertenwissen etwa zur Kopplung von Softwaretools zur digitalen Simulation und Analyse (Finite-Elemente-Solver).

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