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Simulationsverbund von Tiefziehen und Crash öffnet die Trickkiste

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Auch die Anwender werden davon profitieren. „Denn selbst bei kleineren Unternehmen ist zu erkennen, dass die Bauteile komplexer werden – und damit auch die jeweilige Umformsimulation“, berichtet Tobias Menke von Cadfem. „Hinzu kommt, dass speziell die Zulieferer immer mehr Verantwortung übernehmen müssen.“ Damit obliege es ihnen auch, frühzeitig Machbarkeitsanalysen zu liefern. „Die Marktdurchdringung des Simulationseinsatzes wird sich weiter vergrößern“, bestätigt auch TU-Forscher Gerald Nürnberg, „und das nicht nur in der Automobilindustrie“. Neben dem Tiefziehen gehe es dabei auch um das Abkanten, die Rückfederung nach Beschnitt sowie ganz generell darum, Machbarkeitsanalysen zu erstellen und Formabweichungen zu erkennen. Erst wenn man die Ausdünnung beziehungsweise Verfestigung im Bauteil berechnen könne, lasse sich auch ein exakter Wert für die Bauteilsteifigkeit ermitteln.

„Stimmen die Randbedingungen, liefert die Simulation auch richtige Ergebnisse“, so der Münchner weiter. Um das zu bestätigen, vergleiche man immer wieder Modell und Wirklichkeit, etwa mit Hilfe der optischen Formänderungsanalyse. Erfreulich ist zudem, dass das Übernehmen von CAD-Daten in die Simulation heute wohl kein Problem mehr ist. „Sind die Eingabedaten allerdings mangelhaft, sieht das anders aus“, so Nürnberg weiter. Dann müsse man gegebenenfalls Flächen erst „reparieren“, bevor man sie vernetzen könne.

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Teamarbeit am realen Werkzeug

Problematischer ist es dagegen schon, Ergebnisse aus der Simulation in das CAD-Modell zurückzuführen. Ein hilfreiches Werkzeug kann an dieser Stelle die Virtuelle Realität (VR) sein, beziehungsweise darauf basierend die sogenannte Augmented Reality (AR), wie Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der Stuttgarter Visenso GmbH erläutert. „Dabei wird die virtuelle Darstellung mit realen Objekten kombiniert, konkret also etwa die Ergebnisse der Umform-simulation als virtuelles Werkstück mit dem realen Werkzeug.“

Dazu beklebt man das Werkzeugunterteil mit Markern und nimmt davon ein Bild per Videokamera auf. Mit Hilfe der Marker lässt sich nun das digitale Modell des Werkstückes passgenau einblenden. „Dadurch werden Prozesse sichtbar, die bislang im Verborgenen blieben“, so Wierse weiter. „Damit lässt sich die Umformsimulation im Zusammenspiel mit den funktionalen Werkzeugkomponenten sichtbar machen.“

Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens werden bereits in der Fertigungstechnik des Haushaltsgeräteherstellers Miele geprüft, was auf der letzten Hannover-Messe gezeigt wurde. „Die Möglichkeit, den Umformvorgang in der offenen Form zu verfolgen, spricht auch den Werkzeugbauer wesentlich direkter an“, so der Visenso-Chef. Und das fördere nicht zuletzt die Teamarbeit, denn so könnten auch Nichtingenieure viel leichter integriert werden. „Das wiederum eröffnet dem Maschinen- und Anlagenbau weitere innovative Anwendungsmöglichkeiten.“

Ganz generell steige die Nachfrage aus dem Werkzeugmaschinenumfeld nach VR-Lösungen, berichtet Sebastian Grimm, Marketingdirektor bei der ebenfalls in Stuttgart beheimateten Icido GmbH, „auch von kleinen und mittelständischen Unternehmen.“ Dennoch würden die Potenziale der Virtuellen Realität – insbesondere die Teamarbeit über verschiedene Disziplinen hinweg betreffend – noch zu wenig genutzt. „In der Regel reicht eine realistische virtuelle 1:1-Darstellung mit einer Projektion auf eine einfache Leinwand, eine Darstellung in der Cave ist nicht immer notwendig.“

Der Trick dabei – wie bei der AR-Technologie: Bauteile lassen sich mittels VR viel leichter von mehreren Beteiligten diskutieren. „Per Marker können dann Anmerkungen angebracht werden, die sich wiederum in einigen Anwendungen in das CAD-System zurückspielen lassen.“ So wisse der Konstrukteur schnell, an welchen Stellen noch nachzuarbeiten sei.

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