Simulation von FertIgungsprozessen und Werkzeugen

Das Fraunhofer IPK präsentiert auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand SIMULATION auf der Hannover Messe industrielle Einsatzmöglichkeiten der Werkzeug- und Verfahrenssimulation in der Fertigungstechnik.

Die vorgestellten Simulationstechniken werden am IPK zur Entwicklung
von industriellen Fertigungsprozessen angewendet. Zusätzlich zur experimentellen Untersuchung von Fertigungsprozessen wird die numerische Simulation eingesetzt, um ein noch detaillierteres Bild der Prozessmechanismen zu erlangen und somit das Prozessverständnis zu fördern. Zudem erlaubt die Simulation die Vorhersage von Prozessergebnissen und reduziert folglich den experimentellen Aufwand im Rahmen der Prozessoptimierung.

Auf der Hannover Messe zeigen wir in Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin Simulationen von Schweiß- und Zerspanprozessen und dem Trockeneisstrahlen:

Schweißen
Die Schweißsimulation ermöglicht es, frühzeitig Aussagen über schweißbedingte Phänomene wie Verzüge und Eigenspannungen an Bauteilen zu treffen. Damit hilft sie, die Anzahl der zurzeit notwendigen Iterationsschleifen im Entwicklungsprozess durch »Simultaneous Engineering« zu minimieren. Darüber hinaus liefert sie Informationen, die sich experimentell nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand oder gar nicht ermitteln lassen. So können beispielsweise die Ursachen für Verzugs- und Eigenspannungszustände gezielt identifiziert und Bauteile und Verfahren strukturiert optimiert werden.

Zerspanung
Die Zerspansimulation wird im Rahmen der Entwicklung spanender Fertigungsprozesse und Werkzeuge eingesetzt. Sie gewährt einen detaillierten Einblick in den hochkomplexen Zerspanprozess und ermöglicht unter anderem die Berechnung von Werkzeugbeanspruchungen. Dadurch lassen sich experimentelle Untersuchungen und somit Zeit und Kosten reduzieren. Mit Hilfe der Zerspansimulation wurde eine geeignete Spanleitstufengeometrie für mit polykristallinen Diamanten beschichtete Werkzeuge entwickelt, mittels Laserbearbeitung hergestellt und erfolgreich in Zerspanversuchen getestet.

Trockeneisstrahlen
Am Fraunhofer IPK wurde für das Trockeneisstrahlen zum Reinigen von Bauteilen an einer schonenden Strahlmittelumlenkung mittels eines zusätzlichen Druckluftstroms geforscht, mit dem sich verbesserte Abtragleistungen realisieren lassen. Mittels einer Strömungssimulation wurde eine entsprechende Düse – der Injektorkrümmer – entwickelt und durch Rapid Prototyping-Verfahren hergestellt. In Strahlversuchen konnte die hohe Wirksamkeit der neu entwickelten Umlenkdüse bestätigt werden.

Zusätzlich finden Sie das Fraunhofer IPK mit folgenden Themen auf weiteren Ständen:
• Halle 2, Stand C31 – Technische Universität Berlin: »Fertigung und Genauigkeit in Produktion und MRO«
• Halle 15, Stand F29 – Fraunhofer-Verbund Produktion: »Vernetzte Produktion von morgen: Maschinen und Werkstücke im Gespräch«
• Halle 25, Stand F24 – Gemeinschaftsstand Elektromobilität der Region Berlin-Brandenburg: Microcarrier – elektrisches Spezialfahrzeug zur Warendistribution in Städten

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Markus Röhner
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK
Pascalstraße 8-9, 10587 Berlin
Tel.: +49 30 39006-351
markus.roehner@ipk.fraunhofer.de

Über das Fraunhofer IPK
Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK betreibt angewandte Forschung und Entwicklung für die gesamte Bandbreite industrieller Aufgaben – von der Produktentwicklung über den Produktionsprozess und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. Die im Rahmen von Forschungsprojekten erzielten Basisinnovationen überführen unsere Fachleute gemeinsam mit Industriepartnern in funktionsfähige Anwendungen, deren Erprobung im Versuchsfeld des Produktionstechnischen Zentrums (PTZ) Berlin oder direkt vor Ort beim Kunden erfolgt.