FE-basierte Analyse - Einfluss der spanenden Nachbearbeitung auf umformtechnisch eingestellte Bauteileigenschaften

Vogel, F.1, a; Tiffe, M.1, b; Metzger, M.1, c; Biermann, D.1, d

1)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) vogel@isf.de; b) tiffe@isf.de; c) metzger@isf.de; d) biermann@isf.de

Kurzfassung

In Zeiten, in denen ein reduzierter Einsatz fossiler Energieträger und eine daraus resultierende Verringerung der Treibhausgasemission angestrebt werden, rücken Einspar- und Optimierungs-potentiale in der Automobilindustrie zunehmend in den Fokus. Bereits im Jahre 2009 erfolgte eine Beschlussfassung des Europäischen Parlaments, die CO2-Emission der Neuwagenflotte bis 2020 auf einen Maximalwert von 95 g/km zu beschränken. Zur Verfolgung dieses Ziels stehen neben einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Verbrennungsmotoren mögliche Gewichtseinsparungen durch Verwendung innovativer Leichtbauwerkstoffe oder auch durch ein angepasstes Design einzelner Bauteile bzw. Baugruppen und die damit zusätzlich verbundenen Sekundäreinsparungen im Vordergrund. Im Rahmen dessen wird innerhalb des Forschungsverbunds „massiver LEICHTBAU“ ein Konzept ausgearbeitet, um das Gewicht des PKW Antriebsstrangs und des Fahrwerks bei gleichzeitiger Gewährung höchster Lebensdauer zu verringern. Laut einer durchgeführten Studie besteht bei diesen Komponenten ein Einsparungspotential von bis zu 42 kg. Um dieses Potential bestmöglich auszuschöpfen, wird im Forschungsverbund u. a. versucht, den Leichtbauaspekt durch die gezielte Einstellung lokaler Eigenschaften gewichtsreduzierter Bauteile umzusetzen. Dabei besteht die Zielsetzung darin, durch Anwendung neuer Fertigungsmethoden bzw. Prozessketten die geforderten Bauteileigenschaften einzustellen. In diesem Kontext wird innerhalb des Teilprojekts 3 der Initiative eine Methodik zur effizienten CAE-basierten Auslegung von Prozessketten entwickelt. Im Zuge dieser Methodikentwicklung sind zunächst grundlegende Untersuchungen erforderlich, um einerseits eine Verknüpfung zwischen FE-Umformsimulationen und darauf aufsetzender FE-Zerspansimulationen herzustellen und andererseits werkstoffspezifische Materialparameter für die Durchführung der Simulationen zu ermitteln.

Schlüsselwörter

Finite-Elemente-Methode (FEM), Leichtbau, Simulation

Veröffentlichung

wt Werkstattstechnik online, Jahrgang 108, (2018) H. 1/2, S. 39-44