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STRUKTUROPTIMIERUNG3.2.1 ausgangssituation Im Werkzeugbau werden die Strukturbaugruppen vorran- gig hinsichtlich ihrer Steifigkeit dimensioniert Eine ganzheitliche Prozessbetrachtung zur Ermittlung der Werkzeugbeanspruchung, auch mittels Simulation, ist aktuell nicht Stand der Technik Vorhandene Potentiale hinsichtlich Leichtbau von Groß- werkzeugen wurden bisher nur in Einzelfällen betrachtet lösungsansatz Mit der Ermittlung der Prozesskräfte aus den Simula- tionen des Umform- oder Schneidprozesses konnten Randbedingungen für die Berechnung der Beanspruchung des Werkzeuges bestimmt werden Diese dienten weiterhin als Randbedingung für eine Strukturoptimierung, welche mittels Finite Elemente Methode die gezielte Identifizierung des idealen Designs hinsichtlich Materialausnutzung unter Berücksichtigung definierter Lastfälle ermöglichte Mögliche Fertigungsrestriktionen wie Hinterschnitte oder Ausformschrägen konnten ebenfalls berücksichtigt werden ergebnis Es wurde eine Vorgehensweise zur kraftflussgerechten Dimensionierung von Umformwerkzeugen durch die Verbindung von Prozesssimulation und Mapping mit der Entwicklung von Algorithmen zur Optimierung der Werkzeugstruktur ermittelt. Im Ergebnis entstand ein Workflow von der Prozesssimulation über die Strukturoptimierung bis zum CAD. Am Beispiel eines Ziehstempels konnten somit 20% Massereduzierung nachgewiesen werden. In Abhängigkeit der verschie- denen Werkzeugklassen ist eine Reduzierung zwischen 6% und 12% der Masse eines Umformwerkzeuges, ohne Beeinträchti- gung sonstiger Werkzeugeigenschaften, möglich. strukturoptimierung von Werkzeugen auf der basis von simulationssystemen ziele Entwicklung eines durchgängigen Konzeptes zur kraftflussgerechten Dimensionierung von Um- formwerkzeugen auf Basis von Simulationen mit dem Ziel die Masse von Umformwerkzeugen bis zu 20% zu reduzieren. pro karosserie (referenzkarosse) in der referenzfabrik per anno zeithorizont 2,03 kWh Primärenergiereduzierung 4.287 mWh* Primärenergiereduzierung Re d u z i e R u n g i m eR g e b n i s d e s PR o j e k t s erläuterung auf Seite 3 Umsetzung *Betrachtungsraum Werkzeugbau und Presswerk

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