Konstruktion und Umformsimulation für Blech-Umformteile

CAD-basierte Konstruktion von Umformwerkzeugen und Vorrichtungen – mit digitaler Umformsimulation zur Absicherung vor dem Tryout (Werkzeugerprobung).

Stickel nutzt die CAD-Daten geplanter Blechbauteile, um die benötigten Umformwerkzeuge und Vorrichtungen zu konstruieren und den vorgesehenen Umformprozess digital abzusichern. So entsteht eine technisch fundierte Grundlage für anspruchsvolle Blech-Umformteile und Tiefziehteile.

Bauteilgeometrie, Werkzeug und Herstellungsweg werden dabei früh gemeinsam betrachtet. Konstruktion und Simulation sind direkt mit Werkzeugbau, Tryout und späterer Umformung verbunden.

Konstruktion auf Basis Ihrer CAD-Daten

Mehrere CATIA V5 CAD-/CAM-Arbeitsplätze stehen für die technische Ausarbeitung zur Verfügung. Regelmäßig verarbeitet Stickel STEP, IGES, CATPart, DXF, DWG, PRT und JT. Die Bauteildaten dienen als Grundlage für Methodenplanung sowie die Konstruktion der erforderlichen Umformwerkzeuge und Vorrichtungen.

Fertigungsgerechte Ausarbeitung bedeutet dabei, früh zu klären, wie sich die vorgegebene Bauteilgeometrie mit einem passenden Werkzeug und Umformprozess herstellen lässt. Konstruktion, Werkzeugbau und Pressen greifen dafür unmittelbar ineinander.

Umformsimulation und Tiefziehsimulation vor dem Tryout

Methodenplanung in CATIA, Simulation mit AutoForm: Stickel baut die Methodenplanung mit Flächen in CATIA auf und simuliert den Umformprozess anschließend mit AutoForm. DieDesigner-/DieFace-Funktionen unterstützen den schnellen Aufbau von Ziehanlagen und die Bewertung der Bauteile; mit dem AutoForm-Compensator wird die Werkzeuggeometrie auf Basis der berechneten Rückfederung gezielt kompensiert.

Bewertet werden Bauteil und Prozess unter anderem hinsichtlich Materialfluss, Ausdünnung, Faltenbildung, Rissneigung, Umformgrad, Rückfederung bzw. Aufsprung und Prozessrobustheit. Beim Tiefziehen können damit auch tiefziehspezifische Fragestellungen früh bewertet werden. Ebenso können Beschnitt und Lochlagen sowie Schneid-, Form- und Niederhalterkräfte für Werkzeugauslegung und Pressenauswahl beurteilt werden.

Die Ergebnisse fließen direkt in Werkzeug- und Prozessauslegung ein. Dazu gehören die Optimierung von Ziehanlage und Ziehstufen, die Auslegung von Ziehsicken zur Materialsteuerung, die Festlegung von Folgeoperationen wie Formen, Nachformen, Prägen oder Schneiden sowie die Anpassung von Schneidkonturen, Beschnittlinien, Niederhalterkräften und weiteren Prozessparametern. Ziel ist, Rückfederung und Bauteilverzug konstruktiv zu kompensieren, die Prozesssicherheit zu verbessern und die Zahl der Tryout-Schleifen bis zum serienfähigen Bauteil zu reduzieren.

Von der Konstruktion in den Werkzeugbau und die Fertigung

Simulationsergebnisse werden in die weitere Ausarbeitung übernommen. Werkzeugkonstruktion, eigener Werkzeugbau, Ausprobe und Umformung bauen auf diesem Stand auf.

Zum Tryout gehört die Herstellung erster Teile aus dem Werkzeug. FOT (First out of Tool) bezeichnet diese ersten Teile; bei Serienwerkzeugen ist auch von ESWFT (erste serienwerkzeugfallende Teile) die Rede. An den realen Bauteilen lässt sich das Ergebnis der Werkzeugerprobung beurteilen.

Je nach Bauteil schließen sich weitere Schritte wie Beschnitt, Fügen und Baugruppenfertigung an. Die Qualitätssicherung ist fester Bestandteil des Fertigungsprozesses und der Bauteilfreigabe. Konstruktion und Simulation schaffen dafür eine belastbare technische Grundlage und stimmen Werkzeugauslegung und nachfolgende Prozessschritte früh aufeinander ab.

Die technische Vorbereitung ist in unterschiedlichen Projektphasen relevant. Sie kann Erkenntnisse aus Prototypen und Versuchsteilen in den weiteren Fertigungsablauf überführen und ebenso die Vorbereitung einer wiederholbaren Serienfertigung aus Metall unterstützen.

Blechbauteil technisch prüfen und Fertigungsablauf vorbereiten

Wenn ein konkretes Blech-Umformteil oder Tiefziehteil geplant ist, lassen sich im ersten Austausch Bauteil, vorhandene Daten und Projektstand einordnen. Für die technische Ausarbeitung dienen anschließend die Bauteildaten als Grundlage für Konstruktion, Umformsimulation und die Vorbereitung des weiteren Fertigungsablaufs.