Simulation Simulative Auslegung von Walzprofilierwerkzeugen sichert Qualität

Autor / Redakteur: Jan Wandschneider / Dietmar Kuhn

In der Blech verarbeitenden Industrie, genauer beim Walzprofilieren kann man auf Simulation nicht mehr verzichten. Dies gilt auch für die Rollenkonstruktion. Die Softwarelösung Copra RF, beim Rollenhersteller Hussmann im Einsatz, umfasst die gesamte Prozesskette Walzprofilieren – von der Auslegung, Entwicklung der Umformblume bis zur Rollenkonstruktion und Qualitätssicherung.

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Erst simulieren, dann bauen: So sichert Hussmann die Qualität von Rollen zum Walzprofilieren.
Erst simulieren, dann bauen: So sichert Hussmann die Qualität von Rollen zum Walzprofilieren.
(Bild: Hussmann)

Modernste CAD- und Simulationsprogramme für das Walzprofilieren, wie beispielsweise Copra RF von Data M, berechnen und simulieren auf Basis von leistungsfähigen nichtlinearen FEA-Paketen (Finite-Elemente-Analyse) mit guter Genauigkeit das Aussehen und die Eigenschaften des fertigen Profils, bevor auch nur eine einzige Rolle gedreht wurde.

Simulationen erfordern enge Toleranzen in der Fertigung

Da solche Simulationen bei Neuprofilen von den Idealwerten der Konstruktion ausgehen, ist es für die Prozesssicherheit zwangsläufig erforderlich, dass die gefertigten Profilrollen ein enges Toleranzband zur theoretischen Sollkontur der Konstruktion garantieren.

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Um dies zu gewährleisten, werden die bei Hussmann hergestellten Profilrollen einer Qualitätssicherung durch Scannen und einem Soll-Ist-Vergleich mit einem Copra RF Roll-Scanner unterzogen. Dies dient aber nicht nur der Überprüfung der Rollen, sondern auch zur Überprüfung der Drehmaschinen, auf denen die Profilrollen hergestellt werden.

Auf CNC-Drehmaschinen gefertigte Profilrollen passen nicht automatisch

Vielfach herrscht noch immer der Irrglaube, dass eine Profilrolle passt, die auf einer CNC-Drehmaschine gefertigt wurde, da sie ja computergesteuert hergestellt wurde. „Dass dies nicht so ist, können wir spätestens seit Anschaffung unseres Rollenscanners vor über sechs Jahren sogar belegen“, sagt Hussmann.

Aber damit nicht genug: bei Projekten, bei denen hohe Präzision gefragt ist, wird ein Rollensatz bereits im Vorfeld mithilfe der FEA optimiert. Doch man kann sich noch weiter an die reale Situation heranarbeiten. Bei einigen Projekten wurden in Zusammenarbeit mit dem Softwareentwickler Data M die bereits gefertigten, mit FEA voroptimierten Rollen vermessen und das Projekt nochmals mit den tatsächlichen, realen Rollengeometrien berechnet. Das bei Hussmann „Tool-Loop“ genannte Konzept erlaubt es, noch vor dem Einfahren des Rollensatzes – aber bereits mit realen Daten – noch näher am tatsächlich zu erwartenden Fertigquerschnitt zu sein. Dies lohnt sich umso mehr, je größer der Fertigungsaufwand für Nacharbeit inklusive eventueller Neuanfertigung von verschiedenen Rollen und unproduktiver Stillstandszeiten der Profiliermaschine ist.

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