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massivUMFORMUNG September 2017

AUS DER PRAXIS Bild 2: Berechnungszeiten in der Warmmassivumformung Einschätzung der Machbarkeit beinhalten. Ohne die Voruntersuchung ist eine Produktplanung nicht realisierbar. In Bild 1 sind die Schritte in der Entwicklung graphisch dargestellt, von der Kundenanfrage bis zum fertigen Produkt. Je nach Produkt sind die Herausforderungen unterschiedlich, und somit variiert auch der Entwicklungsaufwand. Ein wichtiger Punkt ist die Kommunikation mit dem Kunden, da der Erfolg von der richtigen Wahl der Randbedingungen abhängt und der Partner sehr wichtige Informationen liefert. Wie bereits erwähnt, gibt es eine Reihe von unterstützenden Tools, um den Prozess zu optimieren, von denen einige im Einsatz sind. Für ein mittelständisches Unternehmen ist es sehr wichtig, das Gleichgewicht zwischen Kosten und Nutzen auszubalancieren, da die Kosten für CAD-Systeme und FEM-Tools sehr hoch sind. Somit bleibt nur ein geringer Spielraum für andere Simulationsprogramme, beispielsweise CDF-Tools für die Strömungsberechnungen. Aus oben genannten Gründen muss der Entwickler Kompromisse bezüglich der Untersuchungstiefe eingehen. Anderenfalls wäre es nicht möglich, den Zeitplan einzuhalten. Zum besseren Verständnis nachstehend ein Beispiel, warum bei der Entwicklung eines Schmiedeteils Kompromisse eingegangen werden müssen: Die Entwicklung beginnt mit einer Voruntersuchung, die normalerweise nicht in die Entwicklungsphase eingerechnet wird, da diese nur zur groben Einschätzung der Machbarkeit dient. Nach der Anfrage vom Kunden und der Machbarkeitsprüfung beginnt die Entwicklung des Bauteils durch das Erstellen der Stadien für die Simulation mittels CAD. Die erstellten CAD-Daten können weiter für die FEMBerechnung genutzt werden. Diese hilft, das bestmögliche Stadium in Bezug auf Standzeiten der Werkzeuge und Umformung zu finden. Der Zeitaufwand für die Entwicklung eines prozessfähigen Stadiums ist unterschiedlich und hängt unter anderem davon ab, ob schon ein ähnliches Bauteil im Produktprogramm existiert; üblicherweise sind ein bis drei Tage realistisch. Wenn es sich aber um eine Neuentwicklung handelt, bei der nur die Randbedingungen bekannt sind, verlängert sich die Entwicklungszeit je nach Aufwand. Dies ist ein Hinweis darauf, dass es wichtig ist, entsprechende Programme zur Verfügung zu haben. In Bild 2 sind typische FEM-Berechnungszeiten in der Warmmassivumformung bei Einsatz von horizontalen Mehrstufenpressen dargestellt. Für komplette Neuentwicklungen werden ein bis zwei Wochen benötigt. Varianten der Berechnungsmöglichkeiten haben sich in letzter Zeit vervielfacht und erweitern die Anwendungsfelder in der Praxis. Unter anderen kommen die Mikrostruktur, Optimierungstools, CFD-Berechnungen und numerische Untersuchungen zur Versuchsplanung (DOE) in der Massivumformung immer häufiger zum Einsatz. Diese Optionen erhöhen zwar wunschgemäß die Genauigkeit der Ergebnisse, jedoch auch Zeit und Aufwand in der gesamten Entwicklung. 36 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2017


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