aggregates aus einer Daten bank realisiert –, sondern es muss auch die exakte zeitliche Ab folge der Hohlpress-Stempelbewegungen gesteuert werden. Das sollte weitestgehend automatisch erfolgen, um trotz der komplexen Kinematik den Modellie rungs aufwand gering zu halten. Weiterhin ist die Ver net - zungstechnologie verstärkt gefordert, da beim Hohlpressen mit deutlich dünnerem Grat gearbeitet werden muss (Bild 3), um während des Auspressens der Hohl-Neben - for men ein Entweichen des Materials in die Grat bahn zu erschweren. Auf Grund der Mehrzahl an Stempeln sind zusätzliche Be - reiche mit im Allgemeinen sehr dünnwandiger Stirngrataus bil dung zu beobachten, die eine Vernetzung des Bauteiles erschweren. Das Hohlpressen ist anfälliger für unerwün schte Faltenbildung als ein klassischer Schmie deprozess. Dies lässt sich durch das Mehr an Freiheitsgraden erklären, die das dünnwandige Material zum Fließen in An - spruch nehmen kann. Obwohl die Faltener - ken nung mittlerweile zur Standard aus wer - tung eines jeden Simulationsprojektes zählt, muss bei der Analyse des Hohlpressens ein besonderes Augenmerk darauf gerichtet werden. Es sollte nicht passieren, dass Falten im Verlauf der Simulation geglättet werden. Die Finite-Volumen Technologie, die neben der Finite-Elemente Methode in simufact. - forming zum Ein satz kommt, erkennt Umformfalten und Fließfehler frühzeitig und stellt diese dar (Bild 4). Ein weiteres fertigungstechnisches Pro - blem bei Prozessen wie dem Hohlpressen stellt gelegentlich die Temperaturführung dar. Bedingt durch die verhältnismäßig langen Gesenk-Schließzeiten kann es durchaus zu problematischen Temperaturgradienten kommen. Die Prozesssimulation hilft hier, durch eine detaillierte Temperaturanalyse das geeignete Pro zess fenster zu finden (Bild 5, rechts). Schließlich ist noch der Gravurfüllgrad von Bedeutung, der eng mit der erforderlichen Presskraft zusammenhängt. Hier muss die Simulation sicherstellen, dass die Press - kräfte aller Stempel in beliebiger Bewegung richtig ermittelt und ausgegeben werden können. Auch die Biegebelastung der seitlichen Stem pel kann von Bedeutung sein und wird bei Bedarf ausgewertet. Im vorherigen Abschnitt wurde bereits er - wähnt, dass ein robuster Hohlpress-Prozess mehr Erprobungen erfordert. Dement spre - chend müssen mehr Prozessvarianten mit Hilfe der Prozesssimulation untersucht werden. In dem vorgestellten Beispiel wurden insgesamt sieben unterschiedliche Haupt - vari an ten untersucht, kleinere Modifi ka tio - nen, z. B. in der Einlage, sind nicht mitgezählt. Dement sprechend wichtig ist die Rechen geschwin dig keit bzw. die Rechen - Spektrum zeit, die für die Simu lation einer Variante benötigt wird. Die Rechenzeit für eine Simulation in diesem Projekt betrug im Schnitt zwei Stunden. Die hohe Rechengeschwindigkeit ist auf den hierbei verwendeten Finite Volumen Solver zurückzuführen. Auf die Nutzung der Pa ral - lel-Computing Funktionalität wurde in diesem Fall verzichtet, da es bei derartigen Pro - zes sen effizienter ist, mehrere Varianten simultan auf mehreren CPU’s zu rechnen als einen Simula tionsprozess parallel auf mehrere Knoten zu verteilen und die Ferti gungs - varianten dann se quentiell abzuarbeiten. Hoher Nutzen garantiert Im Rahmen des vorgestellten Projekts konnte eine Vielzahl von realen Erpro bun - gen auf der Fertigungslinie eingespart werden. Die vollständige Auslegung des Prozes - ses erfolgte virtuell durch die Prozesssimu - lation. Lediglich die Erfolg versprechende siebte Variante der Stempel und Gesenke wurde auch wirklich im Werkzeugbau hergestellt. Das Ergebnis war ein robuster, fehlerfreier Prozess in der Serien fer tigung. Durch den Einsatz der Prozess simu lation musste nur die vorab ermittelte optimale Material ab - mes sung eingekauft werden. Es war nicht notwendig, unterschiedliche Abmes sun gen für die Erprobung zu bevorraten. Zusammenfassung Das Messing-Hohlpressen hat sich zur Fertigung komplexer Schmiedestücke am Markt etabliert. Der Entwicklungsaufwand für dieses Verfahren ist jedoch sehr viel höher als bei Standard-Schmiedeprozessen. Die Um formsimulation stellt hier ein wertvolles Hilfsmittel zur Reduzierung der Ent wick - lungs zeiten und zur Optimierung der Schmie - de prozesse dar. Die Anzahl der Probeschmie - dungen und die Gesamt ent wick lungs- und Fer tigungskosten sinken deutlich. Danksagung Wir danken für die freundliche Unter stüt - zung der Universität zu Krakau und hier be sonders der AGH – University of Science and Technology, Faculty of Metal Engineering and Industrial Com - puter Science, Herrn Professor Paćko. Dipl.-Ing. Andreas Hagen Dr. Hendrik Schafstall Werkzeuge geschmiedet auf Hammerschmiedelinien Hämmer Hydraulische Pressen Spindelpressen Walzen E-Stauchanlagen Automation Wenn es um’s Werkzeug geht, machen Profis keine Kompromisse. Handwerkzeuge führender Hersteller entstehen auf LASCO Hammerschmiedelinien - denn maximale Effizienz bedeutet höchste Qualität bei optimaler Wirtschaftlichkeit. www.lasco.com - Tel. 09561/642-0
2010-03-Schmiede-Journal
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