simulation Umformsimulation vermeidet Fehler und Risiken bei der Entwicklung von Bauteilen

Autor / Redakteur: Michael Wohlmuth / Dietmar Kuhn

Prozesssimulation verlagert die Fertigung in die virtuelle Welt des Computers. Dabei ist wichtig, dass die Werkzeuge, die bei der Simulation von Umformprozessen zum Einsatz kommen, praxisnah und einfach bedienbar sind. Diesem Anspruch folgend haben sich die Simulationssysteme von reinen Expertensystemen zu praxistauglichen Werkzeugen entwickelt.

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Bild 1: Optimierung eines Kaltumformteils mit Simufact-Forming.
Bild 1: Optimierung eines Kaltumformteils mit Simufact-Forming.
( Archiv: Vogel Business Media )

Heute setzen Unternehmen aus der Umformbranche weltweit auf die Prozesssimulation, die die Fertigung im Vorfeld in die virtuelle Welt des Computers verlagert. So gewährleisten sie, auf neue Anforderungen flexibel reagieren zu können, Fertigungsprozesse sicher im Griff zu haben und die Kosten der Auslegung und der Produktion auf ein Minimum reduzieren zu können. Die reale Erprobung eines Werkzeuges oder Bauteils wird im Idealfall nur noch zur Verifizierung der in der Simulation vorausgesagten physikalischen Größen benötigt. Bei der Umformsimulation geht es darum, optimale Fertigungsprozesse zu definieren, ohne dafür eine Vielzahl von Erprobungen durchführen zu müssen.

Erfahrungswerte von Umformbetrieben, in denen die Prozesssimulation bereits zum Einsatz kommt, bestätigen, dass direkt nach Einführung der Simulation in den Entwicklungsprozess reale Erprobungen um etwa die Hälfte reduziert werden konnten – ein enormes Kosteneinsparungspotenzial. Mit wachsender Erfahrung der Anwender kann diese Quote sogar weiter gesteigert werden. Traditionell sind Fragen zu Umformfehlern und Werkzeugbelastung beziehungsweise der damit verbundenen Standmenge erst nach Durchführung der ersten Erprobungen zu beantworten. Heute kann man, dank virtueller Methoden, Fehler früher erkennen, diese vermeiden und so Kosten reduzieren.

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Erfahrung und Wissen wird für alle Mitarbeiter hinterlegt

So ist es möglich, dass Unternehmen dem Preisdruck des Marktes standhalten können, ohne dass die Qualität ihrer Produkte unter dem verkürzten Entwicklungszyklus leiden muss. Darüber hinaus können durch den Einsatz virtueller Entwicklungswerkzeuge Entwicklungsprozesse standardisiert und optimiert werden. Das bestehende und hinzugewonnene Know-how über Werkzeuge und Prozesse wird zentral erfasst und kann allen Mitarbeitern zugänglich gemacht werden.

Bei der Auslegung und Optimierung der Fertigungsprozesse ist es wichtig, dass die Werkzeuge, die bei der Prozesssimulation zum Einsatz kommen, praxisnah und einfach bedienbar sind. Diesem Anspruch folgend haben sich die Simulationssysteme, die vor einigen Jahren noch reine Expertensysteme waren, zu praxistauglichen Werkzeugen entwickelt. Der Anwender kann Methoden der Prozesssimulation einsetzen, ohne sich mit der grauen Physik des Umformprozesses oder mit simulationsspezifischen Details auseinandersetzen zu müssen.

Idealerweise wird die Umformsimulation bereits vor Beginn eines Projektes eingesetzt, beispielsweise um Fertigungskonzepte abzusichern, Machbarkeitsanalysen durchzuführen, den Rohmaterialbedarf genauer festzulegen und in Variantenberechnungen den besten Prozessablauf zu definieren. Durch eine solche Vorgehensweise wird ein hohes Maß an Prozessverständnis erzielt, was dabei hilft, Änderungsvorschläge besser beurteilen zu können und Werkzeug-änderungen zielgerichtet auszuarbeiten. Aber auch bei laufender Serienproduktion können, ohne in die Fertigung eingreifen zu müssen, Fehler und deren Ursachen genau untersucht und bereinigt werden. Kostenintensive iterative Erprobungen in der realen Welt können so vermieden werden.

Simufact-Forming kann auch vom Praktiker in der Umformsimulation eingesetzt werden

Die Simufact Engineering GmbH mit Sitz in Hamburg beispielsweise bietet mit Simufact-Forming ein Werkzeug für die Simulation von Fertigungsprozessen an. Die Software ist einfach anzuwenden und kann, wegen ihrer intuitiven Oberfläche, auch vom Praktiker in der Umformsimulation eingesetzt werden. Mit wenigen Mausklicks können die Standardprozesse der Umformtechnik aufgebaut und ausgewertet werden. Eine Vielzahl weiterer Funktionen ermöglicht es dem erfahrenen Anwender, alle denkbaren, noch so komplizierten Prozesse zu modellieren.

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