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Entwurf optimaler Vorformstufen zum Herstellen von Schmiedebauteilen unter Anwendung von stochastischen Optimierungsverfahren – Transferprojekt

Status abgeschlossen
Ziele

1.    Zeit-und Kostenvorteil durch eine automatisierte Auslegung von Vorformen
Eine Stadienfolge für Langteile besteht in der Regel aus einem Vorformprozess zur Massenvorverteilung, Vorformprozessen zur Querschnittsvorbildung und der Fertigformung. Traditionell ist die Entwicklung von Stadienfolgen bestimmt durch das Erfahrungswissen des Konstrukteurs. Die Validierung dieser Stadienfolge erfolgt durch Probeschmiedungen in einem Trial-and-Error-Verfahren. Vor allem bei komplizierten Schmiedeteilgeometrien stellt dieser Entwicklungsprozess eine Hürde dar. Eine Integration von Konstruktion und Simulation kann bei kleinen und mittleren Schmiedeunternehmen derzeit nur bedingt umgesetzt werden. Durch die Gegenläufigkeit von Konstruktions- und Simulationsprozess (rückwärts-, bzw. vorwärtsgerichtet) steigt der Aufwand zur Optimierung signifikant an. Eine erfolgreiche automatisierte Auslegung von Vorformen würde somit einen Zeit- und damit direkten Kostenvorteil für den Anwendungspartner bedeuten.

2.    Erweiterung der Vorformoptimierung auf komplizierte Schmiedeteile
Im Vorgängerprojekt (DFG BE 1691/76-1) wurde eine Prozesskette zur Vorformoptimierung entwickelt. Diese Prozesskette besteht aus einer algorithmischen Vorformoptimierung durch einen Evolutionären Algorithmus, einer Abbildung im CAD-System, einer FEM-Simulation und einer schmiedetechnischen Bewertung mittels einer Bewertungsfunktion. Mittels des entwickelten Evolutionären Algorithmus können ausgehend von der Geometrie eines Fertigbauteils mit Langteilcharakteristik unter Beachtung der Rohteilgeometrie die notwendigen Vorformen einer Stadienfolge für einen Gesenkschmiedeprozess automatisiert ausgelegt werden. Restriktionen bei der Geometrie der Vorformen sind nach Abschluss dieses ersten Projektes die verwendete 2,5-dimensionalen Darstellung (2D-Darstellung durch x- und y-Koordinate plus z-Koordinate mit einem einheitlichen Wert über die gesamte Geometrie). Daher wurden zunächst Geometrien ohne Vertiefungen betrachtet. Zudem wurde als Vereinfachung ein rein gratloser Schmiedeprozess betrachtet.

Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll im Transferprojekt die Anwendbarkeit des Auslegungsverfahrens auf geometrisch kompliziertere Schmiedeteile erweitert werden sowie das für Langteile industriell übliche Schmieden mit Grat betrachtet werden. Weiterhin soll eine Überprüfung der generierten Vorformen auf ihre schmiedetechnische Umsetzbarkeit durchgeführt werden.


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