Das Projekt betrachtet die gesamte Prozesskette für die Herstellung von Hybridbauteilen aus thermoplastbasierten Kohlenstofffaser-Kunststoffverbunden und Metallblech beginnend bei der Hybridisierung der Ausgangsgarne, über Textilherstellung, Oberflächenbehandlung bis zur Formgebung und fertigen Konsolidierung der Hybridbauteile.
Anhand einer Kostenanalyse wird gezeigt, dass der hohe CF-Materialpreis das derzeit größte Hindernis für eine Massenfertigung darstellt.
Entsprechende Lösungsansätze werden diskutiert. Der Nutzen für die KMU der Textiltechnik besteht in der Erschließung neuer Einsatzgebiete und der sofortigen Erweiterung der Kompetenz auf den Gebieten angepasster Hybridgarne und textiler Verstärkungsstrukturen für innovative Werkstoffverbunde.
Blechverarbeiter und Komponentenhersteller der Zulieferfirmen erlangen Kenntnisse über mögliche geeignete kombinierte Umform-Fügeprozesse zur Herstellung qualitätsgerechter, komplex gestalteter CFKTBV-Hybridbauteile. Erkenntnisse hinsichtlich Werkzeugauslegung und -gestaltung unterstützen KMU aus dem Werkzeugbau dabei, eigene
Werkzeuge für die Erzeugung von CFK-TBV-Hybridbauteilen umzusetzen und anzubieten.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Projekt leistet für die Weiterentwicklung der Simulation von Umformprozessen einen wichtigen Beitrag zur Ermittlung von Randbedingungen und technologischen Parametern bei der Werkzeugentwicklung. Damit kann eine hohe Prozesssicherheit und eine hohe Qualität in Bezug auf die Maßhaltigkeit des umgeformten Bleches gewährleistet werden.
Mit einer verbesserten Prognosefähigkeit bei der Simulation von Blechumformprozessen wird die Zeit bis zum Serienanlauf verkürzt, da sich der manuelle Aufwand bei der Werkzeugeinarbeitung vermindert. Die geringe Abweichung beim 3D-Vergleich bestätigt die Notwendigkeit und Effektivität der erweiterten FEM-Prozessmodelle.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die stetig wachsende Anforderung an die Wirtschaftlichkeit produktionstechnischer Prozesse finden ihren Ausdruck in der Blechumformung vor allem im Streben nach geringeren Stückzeiten, d.h. höhere Hubzahlen an den Pressmaschinen und möglichst geringe Stufenanzahlen, der Bearbeitung größerer und komplxer Teilgeometrien sowie der Reduktion der Aufwendungen für die Werkzeuge und deren Einarbeitung.
Aktualisiert: 2020-08-28
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Ausgehend von einer Analyse des Gesamtsystems "Blechumformprozess" wurden Defizite der herkömmlichen Simulationsmethoden erarbeitet. Vor allem die bisherige Vernachlässigung der Einflüsse statischer Genauigkeitskenngrößen von Pressmaschinen - wie die vertikale und kippende Verlagerung des Pressenstößels - wurde als Defizit erkannt.
Durch die ersetzende Modellierung der Presse mit Federelementen konnten Modellstrukturen entwickelt werden, die die Stößelbettung im FEM-Prozessmodell abbilden können. Die Parametrierung der Federelemente erfolgt dabei über entsprechende Transformationsfunktionen aus vorhandenen Steifigkeitswerten der Pressen.
Die Leistungsfähigkeit des entwickelten Modellansatzes wurde anhand eines praxisnahen Benchmarkteils "S-Rail" veranschaulicht. Der Vergleich mit der bisherigen Modellierung zeigt, dass mit der Einbeziehung der statischen Presseneinflüsse in die Modellierung des Umformprozesses maschinenbedingte Ziehfehler sichtbar gemacht und damit prognostiziert werden können. Die Vorhersagegenauigkeit in der Planung des Blechumformprozesses kann somit durch Erweiterung des Prozessmodells mit den statischen Presseneinflüssen gesteigert werden. Damit steht prinzipiell ein Gesamtmodell des Umformprozesses zur Verfügung, um Einflüsse unterschiedlicher Presseneigenschaften während der Prozessplanung zu berücksichtigen und somit auf simulativem Weg den Aufwand bei Werkzeugeinarbeitung und Serienanlauf zu reduzieren.
Die Realisierung eines "virtuellen Try-Out" durch den Einsatz der Prozesssimulation unter der Berücksichtigung der werkzeug- und maschinenseitigen Randbedingungen in der Produktionsvorbereitung ermöglicht erstmalig das Erkennen von Schwachstellen im Zusammenwirken der Kette Maschine-Werkzeug-Werkstück.
Das Anwendungspotenzial liegt auf der einen Seite bei den kmU's des Werkzeugbaus, die durch Anwendung der erarbeiteten Lösungsstrategie Werkzeuge mit weniger oder sogar ohne Einarbeitungsbedarf herstellen können, und auf der anderen Seite bei den Pressenbetreibern, die den Werkzeugeinarbeitungsprozess verkürzen oder teilweise ganz einsparen können
Aktualisiert: 2019-10-09
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