Freiformschmieden simulieren

Management Summary

Das Anwendungsmodul Simufact Forming Freiformschmieden dient der Simulation von Freiformschmiedeprozessen. Ob Recken, Radialschmieden, Rundkneten, Schalenschmieden, Über-Dorn-Schmieden, Partielles Rotatorisches Schmieden oder Ihr spezieller, mittels Customizing abgebildeter Prozess:

Mit Simufact Forming können Sie beliebige Freiformschmiedeprozesse in allen Abmessungen und für die gesamte Bandbreite an Produkten simulieren. Die Software unterstützt sowohl Warm- als auch Kaltschmiedeprozesse. Dabei stellt das Anwendungsmodul stichplanbasierte Regelungen für eine Vielzahl von Freiformschmiedeprozessen bereit.

Nutzen Sie die Vorteile von Simufact Forming für Ihre Freiformschmiedeprozesse

Steuerung einer Reckschmiedepresse Quelle: SMS Meer

kürzere Entwicklungszeiten
umfassendes Prozessverständnis
höhere Prozessstabilität und -qualität
Vorhersage der Bauteileigenschaften
höhere Maschinennutzung
Erweiterung der Produktpalette
optimale Abstimmung der einzelnen Prozessschritte
weniger Ausschuss
Vermeidung von Schmiedefehlern
die in die Simulation integrierte Prozessregelung ermöglicht die Verarbeitung von fertigungsnahen Stichplänen ohne vorherige Kenntnis der daraus resultierenden Schläge bzw. Hübe und Positionen

Artikel: Open-Die Forging Simulation

Download (englisch) (261,1 kB)

Stichplaneingabe in der Simulation (Reckschmieden) Quelle: ICTP 2011 (VÖ CB)

Modellierung kompletter Prozessketten

Mit Simufact Forming modellieren Sie die gesamte Prozesskette der Bauteilherstellung. Beginnend mit dem Import der Geometrien marktführender Gusssimulationsprogramme über die erste Wärmebehandlung, das Freiformschmieden mit zahlreichen Hüben, Stichen und Hitzen bis zur abschließenden Wärmebehandlung. Wurden Halbzeuge geschmiedet, so kann natürlich auch deren umformtechnische Weiterverarbeitung durchgängig simuliert werden, wobei auch Trennoperationen abgebildet werden können. So können Sie beispielsweise vom Gussblock über das Freiformschmieden, das Blechwalzen, das Tiefziehen bis zum mechanischen Fügen und dem Schweißen (mit Simufact Welding) die ganze Prozesskette einschließlich der Aufheiz-, Abkühl- und Wärmebehandlungsvorgänge simulieren.

Wärmebehandlung
Freiformschmieden
Wärmebehandlung

Anwendungsfelder

Verfahren:

Recken mit einem oder zwei Manipulator-Paaren
Radialschmieden mit und ohne Dorn
Rundkneten
axiales und tangentiales Schalenschmieden
Partielles Rotatorisches Schmieden
Ihr spezifischen Verfahren mit seiner individuellen Regelung mittels Programmierung oder Customizing

Werkstoffe:

Stähle
Nickelbasislegierungen
Superlegierungen wie Inconel, Hastelloy, Waspaloy, Incoloy, Nimonic
Nichteisenmetalle wie Titan, Aluminium und ihre Legierungen

Randbedingungen für das Freiformschmieden

Für die realistische Abbildung von Freiformschmiedeprozessen berücksichtigt Simufact Forming die typischen Randbedingungen der inkrementellen Umformung:

Regelung des Prozesses basierend auf einen fertigungsnahen Stichplan mit automatischer Ermittlung der Anzahl der notwendigen Schläge bzw. Hübe
Berücksichtigung der Manipulator- und Auflagernachgiebigkeit mittels Federn
Vorgabe der Manipulator-Schließkraft und der maximalen Presskraft
Positionierung und Bewegung basierend auf der momentanen Geometrie
Flexible, nahtlose Integration von Aufheiz- und Abkühlvorgängen

Simulationsvideos

Plastische Dehnungen bei beim Partiellen Rotatorischen Schmieden

lokales Erwärmen und anschließendes Radialschmieden

Recken mit 2 Manipulatoren (Prinzipmodell)

Temperaturentwicklung beim Recken

Spannungen beim Schalenschmieden

Erreichen Sie Ihre Optimierungsziele mit Simufact Forming Freiformschmieden

Optimierungsziele

Festlegung der erforderlichen Schmiedestrategie
Optimierung des Stichplans
Minimierung der Anzahl der Hitzen
Analyse von Kraft und Energiebedarf
Vermeidung von Schmiedefehlern
Sicherstellung der geforderten Werkstoff- und Bauteileigenschaften
Einstellung der geforderten Gefügestruktur
Einhaltung der für die Umformung notwendigen Temperaturbereiche
Erhöhung der geometrischen Genauigkeit
Minimierung des Einsatzgewichts und des spanenden Bearbeitung

Funktionale Highlights Simufact Forming Freiformschmieden

Die wichtigsten Funktionen von Simufact Forming Freiformschmieden auf einen Blick:

präzise Ergebnisse durch konsequente Verwendung von Hexaeder-Elementen
spezielle Vernetzungsalgorithmen für Rohre und Schalen
durchgängige Anwendung von elastisch-plastischer und thermisch-mechanischer Kopplung im Materialmodell
dadurch höchst präzise Beschreibung des Spannungs-Dehnungszustandes, der Eigenspannungen und schließlich der Geometrie
Modellierung von Gefüge- und Phasenumwandlungen
Modellierung von Lunker- und Porenverdichtung
optionale Berücksichtigung der kinematischen Verfestigung basierend auf dem Chaboche-Modell
einfache Bedienung durch Vorlagen und Datenbanken, die fertigungsnahe Parameterdefinitionen bieten
einzigartige Prozessmodellierung mit "Starrkörperbewegungen", die wirklichkeitsnahe Werkstückbewegungen ohne Numerische Instabilitäten und perfekte Volumenkonstanz des Werkstücks sicherstellt
die Verfahrensmodellierung kann im Hinblick auf die Anzahl der Werkzeuge und die Zahl der Bewegungsfreiheitsgrade und Randbedingungen beliebig komplex ausgelegt werden, ohne dabei seine Nutzerfreundlichkeit zu verlieren
die Regelung der komplexen Kinematik anhand des Simulationsfortschritts ermöglicht realistische Simulationsergebnisse
automatische Verkettung aller Prozessschritte
schnelle 3D-Simulation dank Parallelberechnung mit Mehrprozessor-Workstations und Clustersystemen

Referenzen

Zu den Referenzen

Eine große Zahl an Anwendern, darunter auch führende Maschinenhersteller, vertrauen auf die Simulationstechnologie von Simufact. Zu den Anwendern von Simufact Forming für das Freiformschieden zählen unter anderem: