Prozessmodellierung und Simulation

Mithilfe von Finite Element (FEM), Finite Volumen (CFD) und weiterer numerischer Methoden werden im BIAS Prozesse des Schweißens, Beschichtens und Umformens simuliert.

Thermischer Umformprozess mittels Plasmastrahl

Die Simulationen liefern hierzu ein Prozessverständnis, welches es ermöglicht mittels numerischer Parameterstudien die Prozesse kostengünstig und unter Idealbedingungen zu optimieren. Ein Beispiel hierfür ist die Minimierung von Schweißverzügen. In einer Simulation können im Gegensatz zu einem experimentellen Versuchsaufbau insbesondere Zustände wie die Spannungsausbildung im Bauteil oder das Strömungsfeld zur Untersuchung von Durchmischungsaufgaben visualisiert werden.

 Parallelnaht am T-Stoß

Dies geschieht auch für das Fügen von verschiedenartigen Materialien, beispielsweise Alu–Stahl und Alu–Titanverbindungen und unter Einbeziehung von Umwandlungseffekten oder einer Aufweichung der Mikrostruktur. Weiterhin werden vorhergehende oder nachfolgende Prozessschritte in die Simulation integriert, so dass ganze Prozessketten analysiert werden können.

Neben dem thermischen Umformen werden am BIAS auch konventionelle Umformsimulationen durchgeführt. Ein Beispiel aus der Mikroumformung ist der unten dargestellte Napf aus einem Aluminium der Güte AL99,5, der mit einem rechteckigen Spempel umgeformt wurde. Mithilfe der Simulationen konnten die skalierungsabhängigen Reibfunktionen zwischen dem Blech und der Umformmaschine ermittelt werden.

Tiefgezogener Napf und von Mises Spannungen

Neben der Entwicklung eigener Simulationsmodule werden am BIAS die kommerziellen Programme ABAQUS, CFX und SYSWELD verwendet.

Kontakt

Dipl.-Ing. Jens Sakkiettibutra
Gruppenleiter Modellierung
Tel.: +49-421-218-5020
sakkiettibutra@bias.de