Umformwerkzeuge mithilfe der Simulation kostengünstig planen

Anbieter zum Thema

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

LVD GmbH

Thermacut GmbH

Simufact Engineering GmbH

Entkoppelte oder gekoppelte Simulation von Umformwerkzeugen durchführen

Bei der entkoppelten Simulation zur Berechnung der Werkzeugspannungen wird zunächst eine Umformsimulation mit den üblichen starren Werkzeugen durchgeführt. In einem zweiten Schritt werden dann der Innendruck aus der Umformsimulation auf die Werkzeuge übertragen und die Spannungen innerhalb berechnet.

Die entkoppelte Simulation ist schnell und robust und hat den Vorteil, dass die Werkzeuge, mit Ausnahme der Kontaktflächen zum Werkstück, bei der Spannungsberechnung variiert werden können, ohne dass die Umformsimulation erneut berechnet werden muss (Bilder 3 und 4).

Prinzipiell lässt sich das gesamte Umformwerkzeug-Konzept analysieren

Die übertragenen Innendruck- und Reibspannungen können skaliert werden, was Sensitivitätsanalysen ermöglicht. Beispielsweise ist es so möglich, die übertragene Reibspannung auf null zu setzen und damit das maximal mögliche Potenzial einer Reibungsoptimierung abzuschätzen.

Nützlich ist es in diesem Zusammenhang, den Rückhub in die Simulation mit einzubeziehen, sodass auch die Werkzeugspannungen in dieser Prozessphase, beispielsweise die Zugbelastungen auf Stempel, analysiert werden können. Somit ist es möglich, für das gesamte Werkzeugkonzept den Zustand während des Umformens zu analysieren und zu beurteilen. Hierbei können alle Werkzeuge auf einmal berücksichtigt werden.

Gekoppelte Simulation berücksichtigt alle Wechselwirkungen

Bei der gekoppelten Simulation zur Berechnung der Werkzeugspannungen werden die Umformung und die elastischen Werkzeuge simultan berechnet, wobei alle mechanischen und thermischen Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Bei gekoppelten Simulationen erfordert jede Prozess- und Werkzeugvariante eine vollständige Neuberechnung.

Typisch für gekoppelte Simulationen ist ein höherer Modellierungs- und Berechnungsaufwand. Sie werden immer dann eingesetzt, wenn das elastische Auffedern der Werkzeuge eine Rückwirkung auf den Umformprozess hat. Durch neue Möglichkeiten zur Parallelisierung der Berechnung sind heutzutage auch dreidimensionale gekoppelte Simulationen wirtschaftlich durchführbar.

Ge- und entkoppelte Simulation machen den gesamten Umformprozess deutlich

Anhand beider Verfahren wird die Wechselbelastung der Werkzeuge während des Fertigungsprozesses verdeutlicht. Sobald eine kritische Zugspannung im Werkzeug erreicht wird, können Risse entstehen. Das muss vermieden werden.

(ID:26270410)