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Rückfederung in CAD-Flächen des Werkzeugs kompensieren

Mit globaler Flächenverformung enorme Zeitgewinne realisieren in der Einarbeitung von Werkzeugen


Nach der Verformung von Blechteilen entsteht wegen der elastischen Materialeigenschaften des Blechs eine Rückfederung. Die Rückfederung wird üblicherweise im Umformwerkzeug ausgeglichen, so dass das Blechteil zunächst in eine „falsche“ Gestalt verformt wird und anschließend in die gewünschte Gestalt zurückfedert. Während die mechanisch ausgeführte Kompensationen der Rückfederung durch Einschleifen ins Werkzeug einen immensen Zeitaufwand verursachen, kommt man mit globaler Verformungstechnologie in den CAD-Flächen sehr viel schneller zum freigegebenen, Rückfederung kompensierenden Umformwerkzeug.

Beim CAD-basierten „Morphing“ werden Verformungsvorschriften benutzt, die entweder aus einem Simulationssystem, aus Messergebnissen, aus gescannten Blechteilen oder aus Erfahrung stammen. Tebis  verformt alle betroffenen Einzelflächen vollautomatisch und kompensiert dabei die Rückfederung. Die qualitativen Flächeneigenschaften, wie Segmentierung, Polynomgrad und Übergänge werden optimal an die Verformungsvorschrift angepasst. Analysefunktionen zeigen die Einhaltung der Verformungsvorschrift und die Qualität der verformten Flächen.


Weniger Korrekturschleifen im Tryout sorgen für immense Zeiteinsparungen

Alle Verformungsmaßnahmen in Tebis sind reproduzierbar und optimierbar. Wer in die CAD-basierte Kompensation der Rückfederung einsteigt, lernt mit jedem Projekt hinzu und reduziert so seinen Aufwand in den Korrekturschleifen immer mehr. Bei der Definition der Verformung unterteilt der Anwender seinen Flächendatensatz in drei Bereiche:

  • Bereich ohne Verformung, weil keine Rückfederung (grün)
  • Bereich mit Verformung, weil hier Rückfederung kompensiert werden muss (blau)
  • Übergangsbereich (gelb)

Jedem dieser Bereiche weist er eine eigene Toleranz zu. Sie beschreibt die maximale Abweichung, die das Flächenergebnis von der exakten Verformungsvorschrift einnehmen darf.

Die Rückfederung kompensierenden CAD-Flächen können sofort in der Wirkflächenkonstruktion (siehe Wirkflächenkonstruktion) und der Werkzeugkonstruktion benutzt werden.


Globales Verformen von CAD-Flächenmodellen nach Verformungsvorschriften

Tebis bietet mehrere Möglichkeiten zum Definieren der Verformungsvorschrift. Alle Verformungsvorschriften können miteinander kombiniert werden.

Aus Simulationssystemen:

Auf Blechumformsimulation spezialisierte FEM-Systeme simulieren die Rückfederung und liefern Kompensationsvorschriften, z.B. über zwei Dreiecksnetze. Tebis benutzt diese und verformt vollautomatisch den betreffenden Bereich der Werkzeugwirkfläche.

Aus Erfahrung:

Wenn der Fachmann weiß, wie sich die Rückfederung des Blech auswirkt und mit welchen Maßnahme sie kompensiert werden muss, legt man die Verformungsvorschrift in Tebis über ein Ersatzflächenpaar an (zu sehen im Hintergrund), das die gewünschte Verformung repräsentiert. Zudem können Vorschriften über Vektoren und Rotation angegeben werden. 

Aus Messungen am Blechteil:

Tebis übernimmt die durch Rückfederung am Versuchsbauteil ermittelten Messpunkte, berechnet die Abstände zum gewünschten Soll-Bauteil und kompensiert die CAD-Flächen im Werkzeug vollautomatisch.

Aus gescannten Blechteilen:

Der Vergleich zwischen gescanntem Blechteil und den CAD-Flächen des Werkzeugs zeigt, wo Rückfederung erfolgt. Zur Definition der Verformungsvorschrift werden die Netze aus dem Scanningvorgang benutzt. Übrigens: Gescannte Blechteile können mit Tebis einfach und schnell in Flächen zurückgeführt werden (siehe Tebis Flächenrückführung).


Verformen von Außenhautflächen nach Ergebnissen aus Umformsimulationen:

Über Schnittstellen zu Simulationssystemen werden die Vorhersagen bezüglich Rückfederung in Tebis eingelesen und die CAD-Flächen vollautomatisch verformt. Je besser die Ursprungsflächen sind, desto besser sind auch die verformten Ergebnisflächen. Tebis bietet ein umfangreiches Funktionspaket zum Analysieren und Optimieren von CAD-Flächen vor und nach der Rückfederungs-Kompensation.

 

Tebis übernimmt die Angaben zur Kompensation der Rückfederung aus dem Simulationssystem und verformt die Class-A-Flächen des Außenhautteils

Im Reflexionslinienverlauf erkennt man die hohe Qualität der Rückfederung kompensierenden Flächen


Verformen von Blechteilen nach Messpunkten:

Tebis übernimmt die durch Rückfederung am Versuchsbauteil ermittelten Messpunkte, berechnet die Abstände zum gewünschten Soll-Bauteil und kompensiert das komplette Blechteil vollautomatisch.

 

Aus den Koordinaten der Messpunkte ermittelt Tebis automatisch die lokalen Einzelwerte zur Kompensation der Rückfederung und verformt das gesamte Blechteil entsprechend.

In der Abstandsanalyse werden die unveränderten Bereiche in Grün und die deformierten Bereiche in Blau- und Rottönen dargestellt.


Ihre Vorteile durch Kompensation der Rückfederung in Wirkflächen:

  • Weniger Schleifarbeit und weniger Korrekturdurchläufe im Tryout sorgen für immense Zeiteinsparungen
  • Alle Verformungen zur Kompensation der Rückfederung sind reproduzierbar und optimierbar. Sie lernen mit jedem Projekt und werden stetig besser
  • Kurze Berechnungszeiten
  • Alle Verformungsvorschriften können miteinander kombiniert werden
  • Die verformten CAD-Flächen können sofort in der Wirkflächenkonstruktion und der Werkzeugkonstruktion benutzt werden

 


Was unsere Kunden sagen

Mit unserer neuen Abteilungsstruktur sowie der Tebis Lösung zur Flächenverformung und den Tebis Analyse- und Optimierungsfunktionen bekamen wir die Korrekturschleifen gut in den Griff. Wir konnten in allen Bereichen punkten: Die Bauteile kamen schneller auf die Maschine, CAD-Daten und NC-Programme ließen sich zügiger aktualisieren, und die Oberflächenqualität wurde noch besser.

Florian Schulze, Leiter Kompetenzzentrum Fräsdaten, Volkswagen AG

Wofür wir früher eine Woche brauchten, das erledigen wir heute mit der Tebis Verformung an einem Tag, und auch die manuelle Nacharbeit hat abgenommen.

Björn Wind, Teamleiter Arbeitsvorbereitung und NC-Fertigung, Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH

 


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Herausforderungen im Blechumformwerkzeugbau: Perfektes Zusammenspiel von virtueller und realer Welt

Blechausdünnungen kompensieren, Druckflächen einbringen und negative Radien freikonstruieren sind Teil der Tebis Wirkflächenaufbereitung. Mit Hilfe spezialisierter Funktionen kann ohne virtuelle Wandstärken programmiert werden, sodass sichtbare Kanten und Absätze in der Werkzeugoberfläche verschwinden. Die Kompensation der Pressendurchbiegung und Werkzeugverformung kann einfach durch entsprechende Überbiegegesetze integriert werden.…

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Evolution in der Blechumformung: Durchgängige Automatisierung im Sinne der Industrie 4.0

Tebis hat speziell für den Werkzeugbau funktionierende softwaregestützte Prozesse entwickelt, um die Kleinteilefertigung zu automatisieren und erstklassige Class-A-Oberflächen zu fertigen. Beide Prozesse senken dank Standardisierung und Einbezug von individuellem Fertigungswissen den Herstellungsaufwand nachweislich.

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