Effiziente Strangpresssimulation für industrielle Anwendungen


Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
Jun.-Prof. Dr.-Ing. A. Brosius

Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL)
Technische Universität Dortmund
Baroper Str. 303                                           44227 Dortmund

 

 

Dr.-Ing. K. A. Weidemann
Karlsruher Institut für Technologie
Technische Universität Dortmund
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe

 

Zusammenfassung

Die Finite-Elemente-Analyse hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem etablierten Hilfsmittel zur Auslegung, zur Berechnung und zur Optimierung von Umformprozessen entwickelt. Während der industrielle Einsatz kommerzieller Softwarecodes in der Blechumformung zum Stand der Technik gehört, hat die Simulation von Massivumformvorgängen oftmals noch nicht den Weg in die industrielle Anwendung gefunden. Hierzu zählt insbesondere die Simulation von Strangpressprozessen. Grund hierfür sind zum einen die wesentlich längeren Berechnungszeiten, die eine wirtschaftliche Analyse des Werkstoffflusses und eine wirtschaftliche Auslegung von Werkzeugen oftmals verhindern. Zum anderen fehlt den Unternehmen das notwendige Know-How und das Personal, um eine effiziente Strangpresssimulation für industrielle Anwendungen durchzuführen. Unabhängig davon ist aus Sicht der Industrieunternehmen die Güte der Berechnungsergebnisse richtungsweisend. Beispielsweise basiert derzeit die Bewertung der Herstellbarkeit von Profilquerschnitten auf Expertenwissen sowie kosten- und zeitintensivem Prototyping. Der Industriestandort Deutschland könnte durch eine effizientere Bewertungsmöglichkeit, die die Machbarkeit absichert und das Risikomanagement bewertet, einen Vorsprung gegenüber der weltweiten Konkurrenz im Zuge der zunehmenden Globalisierung erlangen. Den Unternehmen ist bewusst, dass in naher Zukunft die zunehmende Verbesserung der Softwarecodes in Verbindung mit der rasanten Entwicklung der Hardware unweigerlich dazu führt, dass die Strangpresssimulation und die numerische Optimierung als effiziente Bewertungsmöglichkeit ein fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses wird.

Im Rahmen dieses Transferprojektes wurde daher basierend auf den gewonnenen Grundlagenerkenntnissen zur Simulation und Optimierung von Verbundstrangpressprozessen, die im Teilprojekt B1 seit 2003 erarbeitet wurden, versucht, diese Erkenntnisse auf industrielle Strangpressprozesse zu übertragen. Es wurde gezeigt, wie die Qualität der Berechnungsergebnisse zum jetzigen Zeitpunkt bezüglich komplexer, industrieller Profilquerschnitte zu bewerten sind, und  inwiefern die entwickelten Methoden zur numerischen Optimierung auf diese Produktklasse übertragbar sind.

 

Entwicklung der Profilquerschnittsgeometrien bei der Audi AG
Entwicklung der Profilquerschnittsgeometrien bei der Audi AG