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Feinschneiden Simulationen und Prototyping spielen perfekt zusammen

| Autor/ Redakteur: Marc Schneeberger / Stefanie Michel

Beim Feinschneiden lassen sich mit FEM-Modellen sowohl Werkzeugkonzepte als auch die Prozesse simulieren. Gemeinsam mit der ETH Zürich hat Feintool eine Software für das Feinschneiden entwickelt, die Spannungssituation in der Schnittzone aufzuzeigen kann, um die entsprechenden Versagenskriterien zu evaluieren, die zu Rissbildung an der Schnittkannte führen.

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Die Einrisse (oben) und der Abriss (unten) sind auch in der Simulation zu erkennen, dazwischen das reale Schnittergebnis. (Bild: Feintool)
Die Einrisse (oben) und der Abriss (unten) sind auch in der Simulation zu erkennen, dazwischen das reale Schnittergebnis. (Bild: Feintool)

Bereits seit einigen Jahren entwickelt die ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Feintool, Methoden und Software zur Simulation des Feinschneidprozesses. Mit der nun in Lyss neu aufgebauten Simulationsabteilung, wird das Angebot an Innovationen mit virtuellen Lösungen ergänzt und damit die sehr erfolgreiche Symbiose von Simulationen und Prototyping weiter ausgebaut.

Software zur Simulation beim Feinschneiden selbst entwickelt

Das Projekt „Virtuelles Produktions Labor“ (Viprolab) wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Virtuelle Produktion IVP der ETH Zürich durchgeführt. Die Simulationsexperten in Lyss decken die anfallenden Simulationen aus dem Tagesgeschäft ab, während die Mitarbeiter von Prof. Hora in Zürich aufgrund der Bedürfnisse der Feintool-Simulationsabteilung parallel eine auf die Situation „Feinschneiden“ massgeschneiderte Software entwickelten.

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Ziel des Projektes Viprolab war es, alle relevanten Prozesse mit der notwendigen Genauigkeit virtuell abbilden zu können. Dies führte einerseits zum verbesserten Verständnis der Einflussgrößen, andererseits soll aber auch die Weiterentwicklung des Feinschneidverfahrens selbst sowie die effiziente Entwicklung von neuen Anwendungen ermöglicht und beschleunigt werden. Die Integration der virtuellen Welt in die reale Produktion ist dabei wegweisend und dient bereits als Vorbild für weitere Anlagen dieser Art.

Basis einer Simulation sind Daten aus der Realität

Einerseits ermöglichen es Simulationen dem Prototyping viel schneller und vor allem kostengünstiger Varianten zu vergleichen und bestmöglichste Lösungen zu finden. Andererseits müssen die mathematischen Modelle mit den Ergebnissen und den Messwerten, die auf real gebauten Werkzeugen basieren, verifiziert werden. Um Simulationen optimal eingesetzen zu können, müssen viele Parameter durch Versuche eruiert und Randbedingungen aufgrund von Erfahrungen definiert werden.

Ähnlich wie bei herkömmlichen Berechnungen liegt die größte Schwierigkeit bei einer Simulation darin, die richtigen Werte für die Variabeln festzulegen. Soweit nur ein Variantenvergleich benötigt wird und die Randbedingungen grundsätzlich gleich gewählt werden können, lässt sich die Simulation relativ einfach aufzubauen. Werden in einem System aber absolute Werte gefordert, bilden eine Vielzahl von Parametern die Basis für die Genauigkeit der Simulation. Relativ schwierig lassen sich zum Beispiel die Materialdaten wie Fließkurve, Anisotropie oder entsprechende Versagenskriterien festlegen.

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