Virtuelle Produktentwicklung in der Umformtechnik · Universität Siegen Virtuelle...

UniversitätSiegen

Virtuelle Produktentwicklung in der Umformtechnik

Antrittsvorlesung

1. August 2003Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel

UniversitätSiegen

Vertrieb

Entwicklung

Design

Konstruktion

Simulation

CrashLichtspiegelungen

Reflexionen

Fahrerergonomie

VirtuellerShowroom

3D Fabrikplanung

Produktion

Werkersimulation

Einbau/ Montage-simulation

Service

Einsatz von Virtual Reality in der Automobilentwicklung

UniversitätSiegenCax Einsatz in der Produktentstehung

Styling/Design

DMU/Maßkonzept

Karosseriekonstruktion

und Berechnung

Crash-Simulation

Konstruktion Interieur

Baubarkeit

Datenpipeline

Produktions-planung

Prototypen Prototypen SerienmachbarkeitSerienmachbarkeit

Prototypen Serienmachbarkeit

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß –und Bauteilgestaltung

UniversitätSiegenBeispiel für virtuelle Prozeß– und Bauteilgestaltung

Stufe 1: Biegen

Fertigteil

Stufe 2: IHU

UniversitätSiegenVerfahren zum Biegen

Gruppe 2.4

BiegeumformenDIN 8586

Untergruppe 2.4.1

Biegeumformenmit geradliniger

Werkzeugbewegung

Untergruppe 2.4.2

Biegeumformenmit drehender

Werkzeugbewegung

2.4.2.1

Walz-biegen

2.4.2.2

Schwenk-biegen

2.4.2.3

Rund-biegen

2.4.2.4

Umlauf-biegen

2.4.1.1

FreiesBiegen

2.4.1.2

Gesenk-biegen

2.4.1.3

Gleitzieh-biegen

2.4.1.4

Roll-biegen

2.4.1.5

Knick-biegen

2.4.

1.1.

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2.4.

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2.4.

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2.4.

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5W

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2.4.

2.3.

1W

icke

ln

UniversitätSiegenRundbiegeverfahren

Biegen ohne Dorn auf einer Dornbiegemaschine

1 - Rohr

3 - Gleitschiene

4 - Gleitschienenandrückung

5 - Spannbacke

6 - Faltenglätter2 - Biegeschablone

UniversitätSiegenRundbiegeverfahren

7 – Dorn mit Dornstange

Biegen mit Dorn auf einer Dornbiegemaschine

UniversitätSiegenWerkzeugsatz beim Rundbiegeverfahren

Biegeschablone

Innere Spannbacke

Äußere Spannbacke

Kugeldorn Faltenglätter

Gleitschiene Spannpatrone

UniversitätSiegenRundbiegeverfahren

Dornlos Biegen

Das Werkstück ruht, während sich beim Biegen mit Stützdorn das Werkstück bewegt. Während des gesamten Biegevorganges wirkt eine von außen auf das Rohr aufgebrachte Stützkraft den Normalkräften (Komponenten der Biegelängskräfte), die das Rohr abflachen, entgegen.

UniversitätSiegenProzeßgestaltung

Wann welches Verfahren ?Welche Maschine ?

Kräfte beim Biegen ?Machbarkeit der Bauteile ?

Kalkulation ?

Erfahrung und Ausstattung

Erfahrung

Erfahrung

Neu

erW

erks

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Experim

ent und Versuch

UniversitätSiegenAusstattung zum Dornbiegen der realen Welt

Dornbiegemaschine

Werkzeugsatz

UniversitätSiegenAusstattung zum Dornbiegen der virtuellen Welt

PC

Simulationssystem

Planungssystem

CAD System (Volumen)

UniversitätSiegenNotwendige Eingaben für die Umformsimulation

Simulationssystem

Reibung Prozeßdaten

Dornstellung

Biege-winkel

p

s

Geometriedaten (Rohteil und Werkzeug)

Werkstoffdaten

UniversitätSiegenGenerierung der Werkzeuge in der CAD

UniversitätSiegenGenerierung der Werkzeuge in der CAD

UniversitätSiegenGenerierung der Werkzeugmaschine im Simulationsprogramm

UniversitätSiegenErgebnisse aus der Biegesimulation

UniversitätSiegenErgebnisse aus der Biegesimulation

UniversitätSiegenErgebnisse aus der Biegesimulation

UniversitätSiegenErgebnisse aus der Biegesimulation

UniversitätSiegenErgebnisse aus der Biegesimulation

UniversitätSiegenVerfahren zum Innenhochdruck-Umformen

F

Innenhochdruck-Umformen von

Hohlprofilen

Biege-Umformung(DIN 8586)

Schub-Umformung(DIN 8587)

Zug-Umformung(DIN 8585)

Zug-Druck-Umformung(DIN 8584)

Innenhochdruck -Aufweitstauchen

im geschlossenenGesenk

Innenhochdruck -Aufweitstauchen

im offenenGesenk

Innenhochdruck -Aufweiten

Innenhochdruck -Kalibrieren

Innenhochdruck -Biegen

Innenhochdruck -Durchsetzen

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F

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Quelle: VDI Richtlinie 3146, Blatt 1

UniversitätSiegenVerfahren zum Innenhochdruck-Umformen

UniversitätSiegenErgebnisse aus der IHU Simulation

UniversitätSiegenBeeinflussung der Crasheigenschaften durch Umformung

UniversitätSiegenVergleich der Energieaufnahme beim Crash

Belastung bei konstanter Deformationsgeschwindigkeit

ohne Berücksichtigung der Kaltverfestigungmit Wanddickenänderungen

mit Berücksichtigung der Kaltverfestigungmit Wanddickenänderungen

UniversitätSiegenLehrstuhl für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit

Prof. Dr. – Ing.

BerndEngel

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Ende im Gelände !

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UniversitätSiegenVirtuelle Werkzeuge

UniversitätSiegenVirtueller Prozeß

Bewegung Werkzeuge Biegen

UniversitätSiegenVirtueller Prozeß

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Entwicklung

Produktion

Produktion

Vertrieb