PRM Kapitel 3 CAE in der Produktionstechnik-Fertigungsprozess Simulation

• Komplexer Prozess

• Kurze Entwicklungszeiten erforderlich

• Formteilfehler, die erst bei der Fertigung erkannt werden, kosten Zeit und Geld

• Tausende von Kunststoffen – welcher ist der richtige?

• Effiziente Entwicklung funktionsfähiger Formteile

• Weniger physische Prototypen

• Schnellere Marktreife

• Füllzeit

• Druckverlauf

• Bindenähte

• Lufteinschlüsse

• Einfallstellen

• Zeigt kritische Bereiche, die nicht ausreichend mit Kunststoff gefüllt werden

• Abgeleitet aus Druck- und Temperaturverlauf

• Verzugsanalyse liefert keine belastbaren Absolutwerte

• Ergebnisse der Verzugsanalyse sind i.d.R. nur für gefüllte Kunststoffe in Ordnung

• CAD-Daten vorbereiten

  1. Export der Geometrie-Daten aus dem CAD-System

• Netzgenerierung

  1. Import der CAD-Daten, 

  2. Auswahl des Netz-Typs

  3. Festlegung der Vernetzungsparameter

• Netzoptimierung

  1. Analyse des erzeugten Netzes

  2. Automatische und manuelle Korrektur

• Analyse- und Angussauswahl

• Materialauswahl

• Festlegung der Fertigungsprozess- und Werkzeugdaten

• Zug-Druck-Umformen eines Blechzuschnittes in einen einseitig offenen Hohlkörper

• Umformen ohne gewollte Veränderung der Blechdicke

• Risse

  1. Bodenrisse,

  2. Längsrisse,

  3. Umfangsrisse

• Falten

• Fließfiguren

Auslegung des Prozesses hinsichtlich: 

• notwendiger Kräfte

• Notwendige Temperatur

• Anzahl und Optimierung der Umformstufen

• Bestimmung geeigneter Vorformen

• Werkzeugbelastung

• Erzielbare Toleranzen

• prinzipielle Überprüfung auf Machbarkeit

anschließend: mechanische Eigenschaften des Fertigteils überprüfen

1. Bauteilgeometrie

2. Umformgeometrie

3. Umformsimulation

4. Virtuell gefertigtes Bauteil

Vorgehensweise:

1. Zählrichtung festlegen

2. Einzelteiltoleranzen ermitteln

3. Vorrichtungstoleranzen definieren

4. Prozesstoleranzen festlegen

5. Toleranzkette aufstellen

Mit Hilfe rechnerunterstützter Simulation

• von 3D-Zusammebauten

• den EInfluss der Bauteile- und Prozesstoleranzen

• auf funktionale Qualitätsmerkmale ermitteln und dokumentieren

-> Funktionale Absicherung der Produktentwicklung und

-> Aufdecken kritischer Punkte

1. Import der reduzierten CAD-Daten.

2. Gruppieren der Bauteile in vorgegebene Reihenfolge.

3. Erstellung fehlender Vorrichtungen falls notwendig.

4. Erzeugung der Bezugssysteme der Bauteile und Festlegen der 6 Freiheitsgrade.

5. Verknüpfung der Bauteile über Montageoperationen.

6. Definition der Qualitätsmerkmale = Messpunkte.

• CAD-Daten im reduzierten Datenformat.

• Toleranzangaben für die Bauteile.

  • Form- und Lagetoleranzen bezogen auf die Referenzsysteme.

• Angaben für die Abbildung des Prozesses

  • wie Montagebedingungen und

  • Vorrichtungen.

  • Produktstruktur

  • Prozessparameter, Cp, Cpk

• Frühzeitige Betrachtung montagetechnischer Aspekte.

• Optimierung der Montage vor der Herstellung von Bauteilen.

• Beachtung der Prozesstechnik bei der Konzeptentwicklung.

• Optimierung des Messverfahrens.

• Qualitätsverbesserung durch frühzeitige Analyse der Prüfmerkmale und Toleranzen.