Fertigungstechnik

Die Prozessvirtualisierung in der Fertigungstechnik bietet den Ingenieuren wertvolle Werkzeuge, da sie wichtige Erkenntnisse über ihre Prozesse gewinnen, lange bevor das erste Werkzeug tatsächlich gebaut wird.

Es ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die Prozesse angemessen zu modellieren. Klassische netzbasierte Methoden, wie z.B. die Finite-Elemente-Methode (FEM), sind sehr gut geeignet, um strukturmechanische Eigenschaften des Werkstücks zu simulieren; sie erfordern jedoch einen hohen Aufwand für die 3D-Vernetzung und die Kopplung – wenn dies überhaupt möglich ist - um dynamische Fertigungsprozesse zu modellieren. Dies ist z.B. dann relevant, wenn große Verformungen oder Kühlflüssigkeiten im Spiel sind.

 

Vorteile von MESHFREE:

  • Der Ansatz der bewegten Punktwolke ist von Natur aus für die dynamische Simulation von Fertigungsprozessen geeignet. Große Topologieänderungen sind ohne die Notwendigkeit einer Neuvernetzung wie bei FEM-Methoden zu bewältigen.
  • Für eine 3D-Simulation benötigt MESHFREE nur 2D-Oberflächennetze der Geometrie. Diese sind in den gängigen CAD-Tools ohne zusätzlichen Aufwand bereits vorhanden.
  • Die Skriptsprache ermöglicht die einfache Einbindung von benutzerdefinierten Schadensmodellen.

MESHFREE Anwendungsfälle – Metallschneiden

Im Rahmen von DFG-Projekten in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF, TU Berlin) haben wir Simulationsmodelle für die Trocken- und Nasszerspanung entwickelt.

Einfluss des Kühlschmierstoffs auf die Temperaturverteilung und die Spanform bei einem zylindrischen Drehprozess.

Durch Reibung und plastische Verformung entsteht Wärme, die zu thermischen Schäden an den Werkzeugen und zu thermischem Verzug des Werkstücks führt, was durch den Einsatz von Kühlschmierstoffen vermieden werden kann.