Fachartikel

Virtuelle Produktentstehungskette eines Umformwerkzeuges - Gießsimulation erweitert den virtuellen Fertigungsprozess
von Markus Lutz von Schwerin, Markus Ostermeier

Einer der ersten Schritte bei der Entwicklung eines neuen Fahrzeuges ist der Entwurf des Designs. Abgeleitet davon werden die einzelnen Fahrzeugkomponenten, wie Karosserie, Motor oder Fahrwerk, entwickelt und konstruiert. Obwohl zur Absicherung zunehmend mehr reale Prozessschritte bereits virtuell vorweggenommen werden können, ist der gesamte Produktentstehungsprozess noch nicht virtuell abbildbar. Ein wesentlicher Vorteil eines virtuellen Gesamtmodells läge jedoch darin, ohne reale Erprobungsbauteile sowohl gewünschte Produkteigenschaften (z. B. Crash-Sicherheit) als auch notwendige Fertigungsschritte (z. B. Umformbarkeit) überprüfen zu können. Damit ließen sich Zeit und Kosten sparen.

Optimierungsentwurf (links) und optimierte CAD-Konstruktion (rechts)
Optimierungsentwurf (links) und optimierte CAD-Konstruktion (rechts)

Der überwiegende Teil aller Rohkarosserien von Fahrzeugen, die in großen Stückzahlen gefertigt werden, besteht fast ausschließlich aus Blechbauteilen. Deshalb ist ein wesentlicher produktionstechnischer Schwerpunkt in der Automobilindustrie die Umformtechnik. Es soll sichergestellt werden, dass Blechbauteile in der geforderten Qualität prozesssicher gefertigt werden können. Der Einsatz von Simulationssystemen für den Bereich der unmittelbaren Blechumformung ist daher bereits weit fortgeschritten. Die für die Blechumformung notwendigen Umformwerkzeuge und deren prozesstypisches Verhalten sind hingegen bislang noch nicht ausreichend untersucht. Da die Anforderungen an Umformwerkzeuge insbesondere durch den Einsatz hoch- und höherfester Bleche steigen, rücken diese jedoch vermehrt in den Fokus. Vor allem die Steifigkeit der Umformwerkzeuge und die Oberflächenhärte der Wirkfläche sind zu optimieren, um die gewünschte Bauteilqualität zuverlässig zu gewährleisten.

Markus Lutz von Schwerin, Hochschule München, und Markus Ostermeier, MAN Diesel & Turbo Augsburg

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