Umformen - Blechnet

Umformsimulation –Anzahl
der Korrekturschleifen halbiert
Autoform Engineering demonstriert in einem Projekt mit der Schuler Cartec,
wie die Kompensation der Rückfederung im betrieblichen Alltag umsetzbar ist.
Die Rückfederungskompensation ist der nächste logische Schritt, nachdem die
Simulation der Rückfederung inzwischen so gute Ergebnisse liefert, dass deren
Einsatz im industriellen Umfeld außer Frage steht. Als Demonstrationsbeispiel
dient ein kniffliger Längsträger der E-Klasse von Daimler.
MARKUS THOMMA
Mit geschwungenen Formen in allen
drei Achsrichtungen stellt der
Längsträger ein komplexes Umformteil
dar. Hochgestellte Flansche bringen
zusätzliche Spannungen in das Bauteil
und zahlreiche anzubauendeTeile verlangen
eine hohe Genauigkeit. Mit ZStE 340 handelt
es sich beim Bauteilwerkstoff umein
gängiges, höherfestes, gleichwohl anspruchsvolles
Material. Bemerkenswert am
Träger ist, dass nicht bloß eine, sondern
drei Operationen einzeln kompensiert werden.
Das erhöht die Komplexität. Hinzu
kommen Toleranzbänder, teilweise einseitig,
von wenigen Zehntelmillimetern.
Mit Hilfeder AutoformTooling andTryout
Solution validiert Schuler Cartec die Methode
und Ziehanlage, führt eine Beschnittanalyse
durch und optimiert die Beschnittkonturen.
In der Folge vertieft Autoform
Engineering die Analyse. NachBerechnung
der Rückfederung dienen die Ergebnisse
Einfluss einer Ziehsicke auf eine bestimmte Ergebnisgröße nach einer Sensitivitätsanalyse
mit Autoform-Sigma.
Die Beschnittabwicklung erfolgte aufgrund einer Beschnittanalyse in der Autoform Tooling
and Tryout Solution.
umformen
dazu, die Wirkflächen mit Hilfe von Autoform-Compensator
zu kompensieren. Im
Rahmen der Final Validation (Absicherung)
zeigt Autoform-Sigma die Stabilität der Umformung
und der Rückfederung unter realen
Fertigungsbedingungen, das heißt mit
streuenden Materialeigenschaften und Prozessparametern.
Diese bereits während
der Konstruktion zu berücksichtigen, gewährleistet
einen robusten Fertigungsprozess.
Nur so führt die Kompensation der
Rückfederung zu fortwährend maßhaltigen
Bauteilen. Positiv: Eventuelles Lehrgeld ist
bis hierhin nur in Form vonSimulationsaufwand
am Rechner zu zahlen, schließlich
rotierte noch kein Fräser.
Neben der Stabilitätsanalyse mit Autoform-Sigma
hinsichtlich der nicht beeinflussbaren
Streuungen ermittelt Autoform
Engineering über eine Sensitivitätsanalyse
den Einfluss vongezielt veränderbaren Parametern
wie Ausgangsplatine, Blechhalterkraft,
Reibwerte und Ziehsicken. Die
ersten drei Parameter verhalten sichunauffällig.
Zwei Sicken zeigen jedoch einen hohen,
lokal begrenzten Einfluss bezüglich
Versagen des Materials. Die Wirkung zweier
weiterer Sicken präsentiert sich ähnlich
stark, dazu allerdings sehr großflächig und
in einemnicht erwarteten, entfernten Bauteilbereich.
Die Simulation zeigt, dass sie
das Materialversagen deutlich beeinflussen.
Mit dieser in der Praxis nicht zu gewinnenden
Erkenntnis lassen sich unnötige
Korrekturschleifen in der Einarbeitungspresse
mit den Kostenfolgen vermeiden.
Der mechanischen Fertigstellung des
Werkzeugs schließt sich der Tryout in der
Einarbeitungspresse an. Einer ersten Korrekturschleife
folgt eine weitere, nachdem
einzelne Bereiche eine nochmalige Kompensation
verlangten. Daraufhin überzeugen
die Resultate. Statt der üblichen drei
bis vier Korrekturschleifen gelingen maßhaltige
Bauteile bereits nach deren zwei
und damit der Hälfte. Davon profitiert Helmut
Gründler, Leiter Montage sowie verantwortlichfür
denTryout. Er fügt an: „Noch
vorwenigen Jahren hätte ichein Bauteil mit
derartigenToleranzbändern für nicht machbar
gehalten. Heute gelingt das sogar mit
den anspruchsvollen, modernen Werkstoffen.“
Der höhere softwaremäßige Aufwand zu
Beginn des Projekts inklusive der Rückfederungskompensation
und einer Final Validation
(Absicherung) des Werkzeugs erweist
sich somit als gewinnbringende Investition.
Überdies ergibt sichein zeitlicher
Gewinn von achtWochen.
blechnet 1-2010 31
Bilder: Autoform/Schuler