Software sichert Presshärten digital ab

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Damit kann die Frage beantwortet werden, wie schnell sich umformen lässt, ohne dass die Dehnrate allzu kräftig ansteigt bei gleichzeitig maximaler Ausbringleistung. Dazu ist ein temperatur- und dehnratenabhängiges Materialmodell nötig. Mehrere Fließkurven, die jeweils bei unterschiedlichen Temperaturen beziehungsweise Umformgeschwindigkeiten aufgenommen wurden, sind in einer Matrix hinterlegt. Hinzu kommen die während der Umformung berechnete Temperaturverteilung im Blech sowie die lokale Umformgeschwindigkeit. Damit wird das lokal variierende Verfestigungsverhalten abgebildet.

Der Blechhalter bietet sich zur Prozessoptimierung an

Ein weiterer Optimierungsvorgang kann am Blechhalter durchgeführt werden. Anders als beim Kaltumformen, übt der Blechhalter beim Warmumformen keine Kraft auf das Blech aus. Es besteht eine kleine Distanz zwischen den beiden.

Wie groß diese Blechhalterdistanz genau ausfallen soll, kann am besten innerhalb einer Simulation aufgezeigt werden. Je größer dabei der Abstand ausfällt, umso eher bleibt die Wärme im Blech erhalten, das damit weich und gut umformbar ist. Gleichzeitig steigt jedoch die Gefahr der Faltenbildung und es gilt eine Bewertung vorzunehmen, wie der optimale Abstand einzustellen ist.

Aufwärmen und Umformen der Platine passieren an zwei unterschiedlichen Orten, das heißt, dazwischen findet ein Transport statt, was einen Wärmeabfluss bedeutet. Dieser kann beispielsweise durch eine regulierbare Wartezeit nach dem Einlegen der Platine in das Werkzeug beeinflusst werden.

Ein weiterer Effekt betrifft den Druck. Versuche zeigen, dass erhöhter Druck zwischen Werkstück und Werkzeug, beispielsweise während des Umformens, den Wärmeübergang spürbar beeinflusst (Bild 3). Beim Presshärten ist auch die Reibung im Vergleich zum konventionellen Tiefziehen deutlich höher und verlangt nach entsprechender Berücksichtigung.

Nicht relevante Gegebenheiten bleiben unberücksichtigt

Was wirklich keinen Vorteil für die Genauigkeit der Simulation bringt, kann vereinfacht oder weggelassen werden. Das trifft beispielsweise auf die Temperatur über die Dicke des Blechs zu. Sie lässt sich als konstant annehmen (Bild 4). Als konstant kann auch die Temperatur der Werkzeugoberfläche betrachtet werden.

Im Übrigen ist der Wärmeabfluss in Blechebenenrichtung bei kurzer Prozesszeit vernachlässigbar (Bild 5). Annahmen wie diese beschleunigen die Berechnung während der Simulation und liefern gleichwohl genaue Ergebnisse.

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