Die Simulation thermischer und mechanischer Fügeverfahren im automobilen Zusammenbau beantwortet kritische Fragen im Prozess der Produktentstehung - Simufact-Lösungen sind Eckpfeiler für die virtuelle Absicherung im Karosseriebau.
Simufact-Lösungen für die automobile Produktion konzentrieren sich auf den Karosseriebau (Body-in-White). Der Trend zum Leichtbau und dem damit verbundenen Materialmix erfordert den Einsatz neuer Fügeverfahren - deren Simulation ist unser Business.
Ob Punktschweißen, Laserschweißen, Löten oder mechanische Fügeverfahren wie Stanznieten, Clinchen oder Fließlochformen: Die virtuelle Prozessauslegung hilft, Nutzenpotenziale zu finden.
Simufact unterstützt Automobilhersteller und deren Zulieferer mit der Bereitstellung von Simulationssoftware zur Absicherung und Optimierung von Fügeoperationen im Karosseriebau.
Der Einsatz unserer Simulationslösungen in einer frühen Phase der Fertigungsplanung verstärkt die virtuelle Absicherung der Fertigungskonzepte, zeitaufwändige und kostenintensive konventionelle Absicherungsmaßnahmen (Hardware, Experiment) können dadurch zurückgefahren werden.
Da für OEMs der Druck steigt, die Kosten zu senken, erklärt Simufact in diesem Artikel, warum die Konstruktions- und Entwicklungsphasen entscheidend sind, um signifikante Einsparungen bei komplexen Baugruppen zu erzielen.
Die Anforderungen in der Automobilindustrie sind in den letzten Jahren sprunghaft gestiegen: Die Entwicklung leichterer Fahrzeuge (Leichtbau), eine zunehmende Modellvielfalt, kürzere Modelllaufzeiten, höchste Qualitätsansprüche und eine weltweite Marktabdeckung sind gefordert.
Speziell im Bereich der Karosserie und Anbauteile, dem Fahrwerk und dem Abgasstrang unternimmt die Automobilindustrie große Anstrengungen, Leichtbau durch den Einsatz neuester Stahl-, Aluminium- und Faserverbundwerkstoffe zu betreiben (Multimaterialmix). Bedingt durch diesen Trend sind Fügeverfahren wie Schweißen, Kleben und mechanisches Fügen seit einigen Jahren im Aufwind.
Fügetechnische Fragestellungen spielen in der Entwicklung und Optimierung von Fertigungsverfahren eine große Rolle – insbesondere bei der Konzeption und Entwicklung der Fertigungsprozesse neuer Modelle.
Durch den Megatrend zum Leichtbau ist die Fügetechnik zu einem Feld für innovative Neuerungen geworden.
Zur Ausschöpfung des Leichtbaupotenzials setzt die Automobilindustrie neben konventionellen Stählen vermehrt Leichtmetalle wie z. B. Aluminium, höchstfeste Stähle und Faserverbundwerkstoffe ein. Um die unterschiedlichen Materialien sicher zu so genannten Multi-Material-Modulen miteinander verbinden zu können, kommen neue, effiziente Fügeverfahren zum Einsatz. Dazu arbeitet die Automobilindustrie intensiv mit den Zulieferern von Fügetechnik bei der Entwicklung neuer Fügemethoden bzw. der Optimierung vorhandener Methoden zusammen.
Der Fertigungsingenieur muss längst nicht mehr nur die funktionalen Anforderungen an den Fügepunkt untersuchen, sondern auch die qualitative Auswirkung auf die Baugruppe, die Prozessstabilität und nicht zuletzt das Vorhandensein der notwendigen Fertigungstechnologie an den geplanten Produktionsstandorten. An genau dieser Stelle unterstützt Simufact den Anwender. Dies ist besonders wichtig, da im heutigen Entwicklungsprozess vermehrt dem Motto „das richtige Material am richtigen Ort“ gefolgt wird. Über Jahre angesammeltes Erfahrungswissen im Bereich Betriebsmittel- und Rohbau muss daher neu hinterfragt werden.
Unsere Softwarelösungen Simufact Forming und Simufact Welding
Die Modellierung und anschließende Simulation von Fügeverfahren ermöglichen die gezielte Abstimmung von Prozessparametern, um spezifische Baugruppeneigenschaften in der Serienproduktion zu erzielen – stets innerhalb eng gesetzter Toleranzgrenzen. Heutige Karosserien enthalten unter anderem 4.000 bis 5.500 Widerstandspunktschweißungen mit bis zu 400 unterschiedlichen Material-Dicken-Kombinationen. Für jede dieser Kombinationen inklusive ihrer spezifischen Beschichtungen muss der Fertigungsingenieure im Zuge der Qualitätssicherung das erlaubte Prozessfenster validieren.
Voraussetzung dafür ist, die Prozesse und Teilprozesse zu verstehen sowie die Möglichkeit, Kenngrößen, Verarbeitungsbedingungen und die daraus resultierenden Produkteigenschaften zu korrelieren.
Reduzieren Sie die Aufwände für die Validierung von Halbhohlstanzniet-, Widerstandspunktschweiß- oder Clinch-Prozessen und erproben Sie Material-Dicken-Kombinationen über automatisierte Simulationsverfahren:
Zu den wichtigsten Zielen bei der Optimierung von Fügeprozessen gehören:
Eine Herausforderung der Globalisierung ist, abgesicherte, effiziente und robuste Fügeprozesse zu entwickeln. Dabei spielen nicht nur lokal vorhandene Anlagen- und Betriebsmittel eine entscheidende Rolle, sondern auch eine globale Materialverfügbarkeit in konstanter Qualität. Der Abstimmung dieser Prozess- und Störgrößen kommt eine steigende Bedeutung zu.
Geringe Spaltmaße gelten im Karosseriebau als Qualitätsmerkmal.
Produktionsseitig führt dies zur Herausforderung, Bau- und Unterbaugruppen mit einer großen Wiederholgenauigkeit zu produzieren. Das Verständnis der Zusammenhänge, unterstützt durch den frühen Einsatz von Füge- und Prozesssimulation, unterstützt die Zielerreichung nachhaltig.
Heutige Zusammenbauprozesse zeichnen sich häufig dadurch aus, dass sich praxiserfahrene Fachleute mittels Versuch einer Lösung nähern. Dabei bleibt häufig unberücksichtigt, dass beteiligte Bauteile eine Herstellhistorie mit sich führen. Dieses „Gedächtnis“ kann dazu führen, dass Fügestellen im Alltagsbetrieb ermüden – es kommt zu Versagen. Hier wird die frühe Zusammenbauuntersuchung unter Berücksichtigung der Umformhistorie in Kombination mit Ermüdungssimulationen immer wichtiger.
Finden Sie die Antworten auf diese Fragen unter dem folgenden Link:
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