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VERSCHLEISSREDUKTION3.3.3 Ausgangssituation Zunehmender Einsatz von hoch- und hochstfesten Stahlen sowie Aluminium- und Magnesiumlegierungen eröffnen neue Möglichkeiten für Leichtbaukonzepte Mit steigender Festigkeit des umzuformenden Werkstoffs erhöhen sich die Anforderungen an den Werkzeugwerk- stoff Reduzierung der hohen Kosten, welche durch Produktions- ausfallzeiten und Nacharbeit entstehen, ist notwendig Verbesserung der Verschleißeigenschaften an den Oberflä- chen der Ziehkanten ist erforderlich Lösungsansatz Entwicklung und Verifikation eines neuen FEM/BEM- Tools zur zeiteffizienten und ganzheitlichen Berechnung der Werkzeugbelastungen bei komplexen Ziehkanten- geometrien Shape-Optimierung der Ziehkantengeometrie anhand der berechneten Werkzeugbelastungen Optimierung mittels lokaler Werkstoff- und Geometriemo- difikation der hochbeanspruchten Werkzeugaktivflächen durch Laseroberflächenbehandlung Anwendungserprobung und -beurteilung der optimierten Tiefziehwerkzeuge Ergebnis Im Rahmen des Teilprojekts wurden Potentiale zur Steigerung der Ressourceneffizienz analysiert und untersucht. Hierzu wur- de eine zeiteffiziente Simulationsmethode zur Berechnung von Tiefziehprozessen basierend auf einer Kopplung von FEM und BEM entwickelt. Das gekoppelte Simulationsmodell konnte durch den Abgleich mit experimentellen Ergebnissen verifiziert und eine zeiteffiziente Berechnung des gesamten Werkzeugsystems realisiert werden. Zudem wurde die gekoppelte Simulation in einen Optimierungsalgorithmus mit dem Ziel einer gleichmäßigen Verteilung der Kontaktnormalspannungen an der Ziehkante integriert. Im Hinblick auf die Laserbehandlung konnte ein CAx-Modul zur automatisierten Bearbeitung von geometrischen Bauteilen ent- wickelt werden. Zudem wurden das Laserlegieren und Laserauftragschweißen durch gezielte Untersuchungen für die Bearbei- tung komplexer Geometrien qualifiziert, sodass nun reale Werkzeuge mit dem Laser behandelt werden können. Hauptergebnis des Projekts ist die deutliche Reduktion des Verschleißes an der Oberfläche des Prototypenwerkzeugs mittels kombinierter Optimierung. Verschleißreduktion von Tiefziehwerkzeugen durch Geometrie- und Aktivflächenoptimierung Ziele Standzeiterhöhung von Tiefziehwerkzeugen mittels geometrischer und werkstofftechnischer Modifikation. 1,45 kWh Primärenergiereduzierung 1.224 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 Umsetzung Erläuterung auf Seite 3 pro Karosserie (Referenzkarosse) Zeithorizontin der Referenzfabrik per anno *Betrachtungsraum Werkzeugbau und Presswerk

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