Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Thermoforschung

Fertigungsgenauigkeit erhöhen

Der bisherige Nachteil der geringen Simulationsgenauigkeit von Temperaturfeldberechnungen im Vergleich zu statischen und dynamischen Eigenschaftsanalysen ist für moderne Werkzeugmaschinen nicht mehr akzeptabel. Wir widmen uns daher der Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen unter praxisüblichen Temperaturbedingungen durch simulative und experimentelle Analysen, praxistaugliche Fehlerkorrekturen und konstruktive Verbesserungen.

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  • experimentelle Ermittlung von Temperaturfeldern und ihrer zeitlichen Änderung sowie den daraus resultierenden Verformungen und Verlagerungen einzelner Baugruppen bzw. absoluter Abweichungen
  • Berechnung des thermoelastischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen durch verbesserte Modellbildung, insbesondere Beschreibung der Randbedingungen
  • Bewertung und Optimierung der thermischen Verlagerungen der Strukturelemente durch Analyse von Schwachstellen und Ableitung von Verbesserungspotenzialen
  • Erarbeitung von Kompensationsmethoden zur steuerungsintegrierten Kompensation thermisch bedingter Verformungen und Verlagerungen

Prozesskettenentwicklung

  • Marktanalyse
  • Prozesskettenuntersuchung
  • Prozessoptimierung
  • Kosten-Nutzen-Rechnung
  • Entwicklung von Fertigungskonzepten
  • Planung und technologische Dimensionierung von Verfahren, Werkzeug und Maschine

Thermoforschung

  • Marktanalyse
  • Machbarkeitsstudie
  • Technologieentwicklung
  • Erarbeitung von Verfahrenskennwerten und optimaler Umformstrategien
  • Benchmarking
  • numerische Simulation
  • Prototypenfertigung
  • experimentelle Ermittlung von Temperaturfeldern und ihrer zeitlichen Änderung sowie den daraus resultierenden Verformungen und Verlagerungen einzelner Baugruppen bzw. absoluter Abweichungen
  • Berechnung des thermoelastischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen durch verbesserte Modellbildung, insbesondere Beschreibung der Randbedingungen
  • Erarbeitung von Methoden zur steuerungsintegrierten Kompensation thermisch bedingter Verformungen und Verlagerungen
  • Werkstoffe zur thermischen Beeinflussung

Qualitätssicherung

  • Bewertung und Optimierung der thermischen Verlagerungen der Strukturelemente durch Analyse von Schwachstellen und Ableitung von Verbesserungspotenzialen

Software

  • ProEngineer (parametrische 3D-CAD Software)
  • Autodesk Inventor (parametrische 3D-CAD Software)
  • One Space Designer (3D-CAD Software für dynamisches Modellieren)
  • Auto CAD (2D – 3D-CAD Software)
  • Eplan Fluid (Simulation von Schaltkreisen
    fluidtechnischer Anlagen)
  • SimulationX (CAE-Software zur Simulation physikalischtechnischer Systeme und Anlagen)
  • IDEAS (FE-Strukturanalyse, Strömungssimulation)
  • ANSYS (FE-Strukturanalyse, Strömungssimulation)
  • ITI-SIM (Mehrkörpersimulation)
  • Matlab/Simulink (Reglersynthese)
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Prüftechnik

  • Thermozelle zur Erzeugung definiert
    variierbarer Umgebungsbedingungen
  • Vielstellenmesstechnik mit bis zu 100
    Messkanälen und punktuellen Messungen
    von Verlagerungen und Temperaturen
  • Umfangreiches thermostabiles Messgestänge aus Invar-Stahl
  • Hochauflösende schnelle Thermografiekamera