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Messtechnische und simulative Quantifizierung des Werkzeugverhaltens in der Massivumformung

Status abgeschlossen
Ziele

1. Effizientere Gestaltung des Werkzeugoptimierungs-Prozesses in der Massivumformung
Als Ergebnis des Forschungsvorhabens soll eine Verkürzung und effizientere Gestaltung des experimentell geprägten Werkzeugoptimierungsprozesses in der Massivumformung erreicht werden. Dabei wird angestrebt, mindestens eine Entwicklungs- und Optimierungsschleife beim Produktionsanlauf neuer Werkzeugsätze einzusparen.

2. Weiterentwicklung von Messverfahren zur effizienten Vermessung des Last‑Verlagerungsverhaltens von Maschinen und Werkzeugsystemen der Massivumformung im industriellen Umfeld

Das Ziel verfolgt den Ansatz einer ganzheitlichen messtechnischen Erfassung des Verlagerungsverhaltens von Maschine und Werkzeugsystem bei ein- und mehrstufig belegten Massivumformprozessen.

Dem industriellen Anwender erlaubt das zu entwickelnde Messkonzept eine Messung von prozessbedingten Verlagerungen an Maschine und Werkzeugsystem mit geringem Zeitaufwand und kurzen Maschinenstillstandszeiten durchzuführen. Unter der Maßgabe einer zusätzlichen Messung der wirkenden Prozesskräfte ist mit dem Messkonzept die Ermittlung von Kennwerten für die Erstellung von Simulationsmodellen möglich.

3. Gewinn und Nutzbarmachung von Erkenntnissen und tieferem Verständnis zum Verhalten charakteristischer Werkzeugsysteme der Massivumformung

Die Ergebnisse aus mess- und simulationstechnischer Betrachtung charakteristischer Werkzeugsysteme fließen in die Erstellung einer Wissensdatenbank ein. Die Wissensdatenbank soll den Anwender bei einem speziellen Problem mit einem Umformprozess dabei unterstützen, den effizientesten Weg für die Lösung seines Problems zu finden. Sie zeigt dem Anwender für einen spezifischen Umformprozess bzw. eine Teileklasse von Werkstücken, welche Kenngröße der Maschine oder des Werkzeugsystems den größten Einfluss auf das bestehende Problem hat und mit welcher Messtechnik und Messstrategie diese Kenngröße am effizientesten bestimmt werden kann. Die Wissensdatenbank wird mit den an den untersuchten Umformprozessen, Maschinen und Werkzeugsystemen gewonnen Erkenntnissen begonnen und soll durch Erkenntnisse bei zukünftigen Untersuchungen in den Schmiedeunternehmen fortgeführt werden.

4. Entwicklung einer Methodik für die ganzheitliche Simulation von Massivumformprozessen durch Einbeziehung des Last-Verlagerungsverhaltens von Maschine und Werkzeugsystem in die Prozesssimulation kommerzieller Unformsimulationssysteme

Für die innerhalb des Projektes untersuchten Werkzeugsysteme der Massivumformung werden analytische Ersatzmodelle entwickelt, deren Modellparameter durch den Anwender festgelegt und modifiziert werden können. Diese Ersatzmodelle bilden das resultierende Verlagerungsverhalten des Werkzeugsystems unter Last vereinfacht ab und ermöglichen so die Berechung der nicht-linear-elastischen Verlagerung und Verkippung der aktiven Werkzeugelemente. Die analytische Formulierung eignet sich dabei für eine besonders schnelle Berechnung der resultierenden Werkzeugverlagerungen.

Durch die Anbindung der Ersatzmodelle der Werkzeugsysteme an eine gekoppelte Maschine-Werkzeug-Prozess-Simulation, kann neben dem Maschinen- auch das Werkzeugverhalten in die Simulation des Umformprozesses einbezogen werden, ohne den gesamten Werkzeugaufbau aufwändig in der Prozesssimulation modellieren zu müssen.



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