Simulation des Falzprozesses

Herausforderung

Das Falzen ist durch eine sehr komplexe Geometrie und Bauteilbeanspruchung gekennzeichnet. Der Falzvorgang mit seiner Werkzeugkinematik bestimmt in erster Linie die lokale Falzgeometrie. Die in die Baugruppe eingebrachten Spannungen und Deformationen haben zudem auch Einfluss auf deren globale Geometrie. Die numerische Simulation des Falzvorganges ermöglicht es, den Spannungs- und Deformationsvorgang zu analysieren. Damit wird die Anlagen- und Werkzeugplanung unterstützt und eine Prognose der Maß- und Formgenauigkeit der gefalzten Baugruppen ermöglicht.

Lösung

Prozesskette

Das Falzen mit einer anschließenden Wärmebehandlung steht am Ende der Prozesskette im automobilen Karosseriebau und bestimmt die finale Geometrie der Baugruppe. Dabei werden toleranzbehaftete Einzelteile und Unterbaugruppen zusammengefügt. Die Simulation des Falzprozesses ist daher Bestandteil der numerischen Abbildung in der Gesamtprozesskette für Prozessplanungen und -regelungen sowie Problemanalysen. Am Fraunhofer IWU entwickelte numerische Modelle gestatten die Kombination von Messdaten und numerischen Berechnungsergebnissen zu komplexen Metamodellen der Prozesskette.

Modellbildung

Für die Berechnung der Simulationsmodelle werden, bedingt durch deren Komplexität und Detailtiefe, hohe Rechenkapazitäten und -zeiten benötigt. Insbesondere der Rollfalzprozess stellt besondere Anforderungen an die Entwicklung der Simulationsmodelle und die Effizienz der Berechnungsprogramme. Am Fraunhofer IWU forschen wir an geeigneten Berechnungsmodellen für die Falzsimulation, die sowohl eine hohe Prognosequalität als auch eine effiziente Berechnung sichern.

Unser Leistungsangebot

• Optimierung der Falzbackengeometrie für das Maschinenfalzen
• Vorausberechnung der lokalen Geometrie am Falz und von Maßabweichungen gefalzter Baugruppen
• Simulation von Rollfalzprozessen und Entwicklung der Bahngeometrie der Falzrollen, Analyse von Abweichungen zwischen programmierten und realen Bahnen der Falzrolle
• FE-Simulation von Falzprozessen für Sensitivitätsanalysen, Prozessoptimierungen sowie simulative und messtechnische Identifikation von Prozesskräften
• Messung der Geometrie an Bauteilen und Baugruppen im Falzprozess einschließlich dem Ofenprozessen mit Darstellung der Ergebnisse im Messbericht und Gegenüberstellung zu Simulationsergebnissen