Simulation von Blechumformprozessen

Die Simulation als Werkzeug für die virtuelle Produktentwicklung ist vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungskette. Immer breiter wird die Simulation auch für die Entwicklung und Optimierung von Formgebungsprozessen eingesetzt. In der Blechumformung können mit Finite-Element-Programmen (FEM) die Geometrien und Eigenschaften von Bauteilen vorhergesagt und durch eine gezielte Variation der Prozessparameter und der Werkzeugform optimiert werden.

Am Fraunhofer IWU werden Blechumformsimulationen mit einer Vielzahl von physikalischen Phänomenen detailliert betrachtet. Dazu gehören der Einfluss der Rückfederung sowie die Berücksichtigung von thermischen Effekten, Hochgeschwindigkeitseffekten sowie von Versagenserscheinungen. Hauptziele der Blechumformsimulation sind die Untersuchung der Herstellbarkeit von Bauteilen sowie die Auslegung und Optimierung der Werkzeuge und Prozesse.

Basis für die detaillierte und hochgenaue Untersuchung von Formgebungsprozessen mithilfe der FEM sind dabei

• Produktgeometrien und Bauräume,
• Prozesskinematiken und -abläufe,
• hochgenaue Werkstoffkennwerte sowie
• exakte Kennwerte für die Prozesstribologie.

Die Ergebnisse der Untersuchungen bilden die Grundlage für

• die Werkzeugkonstruktion (Geometrie und Belastung),
• die Prozessgestaltung (Prozesskurven, Prozessüberwachung),
• die Beurteilung von Bauteilqualitäten (geometrische Abweichung) und Prozessstufen sowie
• die Produkt- und Prozessoptimierung.