Umformen simulieren mit Simufact.forming

Simulationswerkzeug für den Umformpraktiker

Einfache Bedienbarkeit für höchste Produktivität

Simufact.forming ist ein Simulationswerkzeug für den Praktiker in der Umformtechnik. Unser Anspruch ist es, die Software konsequent an den praktischen Bedürfnissen der Anwender auszurichten – unsere Kunden bestätigen uns, dass wir hier bereits viel erreicht haben.

Häufig wird für die Bedienung von Simulationsumgebungen Expertenwissen benötigt, um komplexe Modelle aufzubauen und programmieren zu können. Bei Simufact.forming ist dies nicht der Fall. Der Anwender muss sich weder mit der grauen Physik des Umformprozesses noch mit simulationsspezifischen Details auseinandersetzen. Simufact.forming ist praxisnah und schnell und einfach zu erlernen. Der Umformpraktiker kann sich so, statt auf die Software, auf die Details seiner Umformprozesse konzentrieren.

Die Standard-Bedienoberfläche von Simufact.forming ermöglicht eine einfache Bedienung der Software. So wird Simufact.forming zum Auslegungswerkzeug des Werkzeug- und Prozessentwicklers, das die tägliche Arbeit des Anwenders unterstützt und vereinfacht. Mit wenigen Mausklicks können alle Standardprozesse der Umformtechnik aufgebaut und ausgewertet werden.

Simufact.forming zeichnet sich durch einfache Bedienung und kurze Einarbeitungszeiten aus. Wesentliche Merkmale der praxisorientierten und benutzerfreundlichen Benutzeroberfläche sind:

  • einfache, intuitiv bedienbare Windows-Benutzerführung (z.B. Drag&Drop-Technik)
  • sehr leicht und schnell erlernbar
  • Terminologie der Umformtechnik
  • klare Gliederung in Objektbereiche (Werkzeuge, Maschinen, Material etc.), Prozessbereich (Umformoperationen) und grafischen Modell-/ Ergebnisbereich
  • alle Objekte können in Datenbanken zur Verfügung gestellt werden
  • AFS-Technologie (Application Function Sets) verschlankt und vereinfacht die Bedienung
  • Die Template-Technologie unterstützt den Anwender im Prozess des Erstellens der Simulationen und führt prozesstypspezifische Experteneinstellungen im Hintergrund durch. So kann sich der Anwender auf den abzubildenden Prozess konzentrieren – numerisches Expertenwissen wird nicht benötigt
  • Kontextbezogenes Hilfesystem zu allen Benutzereingaben mit Links zu weiterführende Informationen und Beispielmodellen
  • Alle Simulationsergebnisse können bereits während einer laufenden Simulation grafisch und in Diagrammen visualisiert und ausgewertet werden.
  • Die Simulationsvorbereitung („Pre-Processing“) und die Auswertung der Simulationsergebnisse („Post-Processing“) sind in einem GUI vereint. Das reduziert den Schulungsbedarf und vereinfacht die Abbildung von mehrstufigen Prozessen
  • Einfachstes Erstellen von Modellvarianten

 

Simufact.forming Version 13 - jetzt verfügbar

What´s new in Simufact.forming 13

Die neue Produktversion Simufact.forming 13 enthält Verbesserungen beim Postprocessing, der Ergebnisgenauigkeit, der Stabilität der Software sowie der Leistungsfähigkeit. Erfahren Sie mehr über die Neuerungen in Simufact.forming 13:

What´s new

Welche Ziele wollen Sie mit der Prozesssimulation erreichen?

  • Machbarkeit und Prozessstabilität sicherstellen
  • Neue Produkte effizienter entwickeln
  • Anzahl der Erprobungen reduzieren
  • Wissen und Know-how dokumentieren
  • Materialeinsatz reduzieren
  • Nacharbeiten reduzieren
  • Werkzeugstandmengen erhöhen
  • Reklamationen reduzieren
  • Vermarktung eigener Leistungen & Imagepflege

AFS-Technologie

Mit der Produktversion12 hat Simufact die neu entwickelte AFS-Technologie (Application Function Sets) eingeführt. Nach dem Start der Software kann der Nutzer sich nun für ein spezifisches Anwendungsfeld entscheiden.

Spezifische prozessabhängige Setups wie die Auswahl des geeigneten Solvers, die Vernetzungstechnologien, prozessspezifische Kinematiken und erweiterte Einstellungen werden bereitgestellt. Die anwendungsspezifischen Funktionen sind aktiviert, und die Software beschränkt sich auf die prozessrelevanten Funktionen, während die für andere Anwendungsfelder spezifischen Funktionen versteckt werden.

Im Ergebnis verbessert die neue AFS-Technologie die Bedienung der Software ganz wesentlich, verschlankt und vereinfacht diese. Der Einstieg in die Simulation wird intuitiver, schneller und effektiver.

Bitte beachten Sie, dass die Anwendungsmodule in Simufact.forming lizenztechnisch abgesichert sind. Wir beraten Sie gerne, über welche Kombination von Modulen Sie Ihre Produktionsprozesse am besten abbilden können. Bitte wenden Sie sich dazu an unseren Vertrieb.

Realitätsnahe Simulationsergebnisse

Hohe Ergebnisgenauigkeit

Simufact.forming berücksichtigt alle Bereiche der Umformtechnik und stellt so ein realitätsnahes Abbild der Prozesse sicher. Die hohe Ergebnisgenauigkeit erreichen wir durch praxisgerecht zusammengestellte Randbedingungen und Automatismen. Berücksichtigt werden u. a.:

  • die Kinematik der Maschine, gleich welcher Art, gleich welcher Komplexität
  • das Materialverhalten, Elastizität, Plastizität, Ver- und Entfestigung sowie Temperatur- und Geschwindigkeitsabhängige Effekte
  • Reibung und Kontakte zwischen Werkzeug und Umformteil
  • die Thermodynamik des Prozesses, Bauteilerwärmung, Wärmeabfuhr in die Werkzeuge und die Umgebung, Temperaturanstieg durch die Umformenergie, Reibungswärme, usw.

 

Was Experten sagen

„Das Thema Simulation gewinnt in der Umformindustrie beständig an Bedeutung, da es die Unternehmen unserer Branche in wichtigen Belangen wie Energieeffizienz, Materialeinsparung und leichteren Komponenten einen entscheidenden Schritt voranbringen kann.”

Dr. Theodor L. Tutmann, Geschäftsführer Industrieverband Massivumformung (IMU)

„So einfach wie möglich – so komplex wie nötig“

Das Simulationsmodell kann bei Bedarf hinsichtlich der Komplexität und Abbildungsgenauigkeit erhöht werden: So können einzelne vordefinierte Modellparameter durch z.B. Messdaten ersetzt werden.

Eine Vielzahl weiterer Funktionen ermöglicht es dem erfahrenen Anwender, alle denkbaren, noch so komplexen Prozesse zu modellieren. Für Experten stehen Benutzerschnittstellen bereit, die eine Anpassung der Berechnungsalgorithmen beispielsweise für Forschungszwecke ermöglichen.

 

Einzigartige Dual-Solver-Technologie

Ausgereifte Solvertechnologien mit höchster Abbildungstreue der relevanten physikalischen Effekte tragen wesentlich zu der hohen Qualität der Simulationsergebnisse von Simufact.forming bei.

Für die eigentliche Simulation stellt Simufact.forming zwei sich ergänzende numerische Berechnungsmethoden bereit:

  • einen Finite-Volumen Solver auf Basis des expliziten MSC.Dytran-Solvers zur besonders effizienten Simulation von Warm- und Heißumformprozessen mit ausgeprägter Gratbildung
  • einen Finite-Elemente Solver auf Basis des impliziten MSC.Marc-Solvers für den nichtlinearen Bereich zur Simulation aller Prozesstypen

Beide Solver werden seit vielen Jahrzehnten von MSC kontinuierlich weiterentwickelt und ermöglichen es, die komplexe, nichtlineare Physik eines Umformvorganges mit höchster Präzision abzubilden. Die Solvertechnologien stehen für höchste Ergebnisgenauigkeit durch thermisch-mechanische elasto-plastische Elementformulierung.

Neben der Ergebnisqualität der Simulation ist in der Praxis auch die Berechnungsdauer ein besonders relevantes Qualitätsmerkmal. Erst kurze Berechnungszeiten machen den Einsatz von Simulationssoftware auch alltagstauglich. Simufact bietet hier über das Zusatzmodul Performance eine leistungsfähige Parallelisierung der Simulation an: über den Einsatz der  besonders effektiven Methoden Domain Decomposition Method (DDM) für den FE-Solver und Shared Memory Parallelization (SMP) für den FE-Solver und FV-Solver wird die Berechnungsdauer effektiv verkürzt.

 

Simulationsvideos

Fügeprozess Halbhohlstanznieten

Ringwalzprozess

Funktionale Beschreibung Simufact.forming

Anwendungsmöglichkeiten für Simufact.forming

Simufact.forming ermöglicht sowohl zweidimensionale (axialsymmetrisch und planar) als auch dreidimensionale Simulationen in der gleichen Benutzeroberfläche. Bei dreidimensionalen Simulationen können auch ggf. im Realprozess vorhandene Symmetrien (auch zyklische Symmetrien!) ausgenutzt werden um die Modellgröße (Berechnungsaufwand) effektiv zu reduzieren. Dabei sind beliebige Übergänge zweidimensional zu dreidimensional, mit und ohne Symmetrien möglich.

Beliebige Temperaturen von Raumtemperatur bis (kurz) vor dem Schmelzpunkt können abgebildet werden. Bei der Simulation werden immer, also auch bei Kaltumformprozessen im Prozess freiwerdende Dissipations- und Reibungswärmen und der Wärmeaustausch mit der Umgebung und Werkzeugen berücksichtigt.

Alle in der Umformtechnik gebräuchlichen (metallischen) Werkstoffe können abgebildet werden. In der mitgelieferten Werkstoffdatenbank im Simufact.forming Hub sind bereits enthalten:

  • Leichtmetalle (z.B. Aluminium, Magnesium, Titan)
  • Stähle (kohlenstoffhaltig, niedrig- und hochlegiert, Austenitische und Dualphasenstähle)
  • Buntmetalle (Kupfer, Messing, Bronze)
  • Zinklegierungen
  • Schwermetalle (Blei, Kadmium, Zirkonium, Uran)
  • Sonderlegierungen (Nickel-Kupfer-Legierungen, Nickel-Chrom-Legierungen, und andere)
  • Superlegierungen (Inconel, Hastelloy, Waspaloy, Incoloy, Nimonic)

Darüber hinaus werden auch typische Werkzeugstähle für die Charakterisierung von elastischen Werkzeugen bereitgestellt.

Das Rekristallisationsverhalten von Stahl- und Nickelbasislegierungen kann mit Hilfe des Moduls Microstructure Matilda untersucht werden.

Alle in der Umformtechnik gebräuchlichen Umformmaschinen können benutzerfreundlich abgebildet werden. Sonderkinematiken können vom Anwender in tabellarischer Form beschrieben werden. Rotierende Werkzeuge werden durch das Modul Walzen abgebildet. Geregelte Aggregate, wie sie z.B. beim Ringwalzen und Freiformschmieden verwendet werden, bildet Simufact.forming durch die entsprechenden Applikationsmodule ab.

 

Prozessketten

Modellierung kompletter Prozessketten

Die Funktionalitäten der Anwendungsmodule erlauben die Simulation einzelner Produktionsschritte. Sie können die Module aber auch applikations- und produktübergreifend kombinieren, um so die Abfolge verschiedener Fertigungsschritte zu ganzen Prozessketten zu verbinden und diese durchgängig zu simulieren:

  • Durchgängige Prozesskettensimulation beliebiger umformtechnischer Fertigungsfolgen durch verknüpfte Verwendung beliebiger Applikationsmodule
  • Durchgängige Prozesskettensimulation umformtechnischer Fertigungsprozesse und mechanischer Fügeoperationen (unter Verwendung des Applikationsmoduls Mechanisches Fügen)
  • Prozesskettensimulation durch Verbindung umformtechnischer Fertigungsprozesse und von Schweißprozessen mit höchster Ergebnisgenauigkeit durch vollständige Solver- und Materialmodellkompatibilität zu Simufact.welding
  • Der Einfluss von Wärmebehandlungsoperationen auf die Umformeigenschaften des verwendeten Werkstoffes kann in Simufact.forming global abgebildet werden
  • Einen vertieften Einblick in die lokalen Werkstoffeigenschaften bei Wärmebehandlungsoperationen bietet das Modul Heat Treatment
  • Export von Simulationsergebnissen zu Third-Party-Produkten, z.B. für Lebensdauer- und Crashsimulationen

Funktionale Highlights

Funktionale Highlights von Simufact.forming

  • Die grafische Bedienoberfläche (GUI) von Simufact.forming ist speziell zugeschnitten für die Simulation von Metallumformprozessen
  • Alle relevanten Nebenprozesse, wie z.B. Vor- und Zwischenerwärmungen, Abgratprozesse und Abkühlprozesse, mit hohem Praxisbezug abgebildet werden können
  • Das GUI stellt eine gemeinsame Bedienoberfläche sowohl für die Simulation von 2D- und 3D-Prozessen bereit, unabhängig von der abzubildenden Applikation. Die applikationsabhängigen GUI-Elemente werden von den Applikationsmodulen beigesteuert und fügen sich nahtlos in das GUI ein. Das garantiert kurze Einlernphasen.
  • Bibliotheken für alle Modellkomponenten und Prozesseigenschaften erlauben die Wiederverwendung aller Benutzereingaben
  • CAD-Import für alle gängigen Dateitypen, Import ganzer Baugruppen
  • Automatische Korrektur von fehlerhaften CAD-Geometrien durch integriertes CADfix® unseres Partners ITI TranscenData
  • Sorgfältig vordefinierte Randbedingungen und Automatismen erlauben es dem Anwender in kurzer Zeit ein Simulationsmodell zu erstellen und die Ergebnisse zu bewerten
  • Umfassende Werkstoffdatenbank mit ca. 750 Werkstoffdatensätzen
  • Werkzeugbelastungssimulationen können direkt gekoppelt mit der Umformsimulation und alternativ entkoppelt von der Umformsimulation während des Post-Processings erfolgen
  • StageControl zur Verknüpfung mehrstufiger Prozesse 
  • Post-Processing Partikel können über beliebig viele Umformstufen vorwärts und rückwärts verfolgt werden
  • Routineauswertungen, z.B. bei der Untersuchung von Varianten, können automatisiert in Berichte überführt werden
  • Umfangreiche Beispieldatenbank und Tutorials zum Selbststudium
  • Flexibles Lizenzmodell  
  • Leistungsfähige Remote-Funktionalitäten zur Nutzung von zentralen Workstations und Clustern
Abb. Simufact.forming GUI
Simulation des Taumelpressens mit Simufact.forming - verschiedene Betrachtungsweisen des Werkstücks
Abb. CAD Import
CAD Import und Positionieren
Produktportfolio Simufact.forming

Modulare Struktur

Simufact.forming ist modular aufgebaut. Das modulare Konzept der Simufact-Produkte hilft Ihnen dabei, die für Ihre Bedürfnisse relevanten Produktfunktionen auszuwählen. Dieser Ansatz ist für Sie kostengünstig und gibt Ihnen die Flexibilität, sich an verändernde Anforderungen anzupassen.

Mit seinen Anwendungsmodulen (Application Modules) stellt die Softwarelinie die prozessspezifischen Funktionen für alle wesentlichen Anwendungsfelder der Umformsimulation bereit. Die Funktionalitäten der Anwendungsmodule erlauben die Simulation einzelner Produktionsschritte und können auch kombiniert werden, um ganze Prozessketten zu simulieren.

Zusatzmodule (Additional Modules) bieten Ihnen eine Vielzahl an weiteren wertvollen Funktionen für den täglichen Einsatz der Software.

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Markus Merten

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