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Description

    Rückfederung in CAD-Flächen des Werkzeugs kompensieren

    Mit globaler Flächenverformung viel Zeit gewinnen im Tryout

    Nach der Verformung von Blechteilen entsteht wegen der elastischen Materialeigenschaften des Blechs eine Rückfederung. Die Rückfederung wird im Umformwerkzeug ausgeglichen, so dass das Blechteil zunächst in eine „falsche“ Gestalt verformt wird und anschließend in die gewünschte Gestalt zurückfedert. Wird die Rückfederung manuell ins Werkzeug eingeschliffen, entsteht hoher Zeitaufwand an den Tryoutpressen. Zudem leidet die Prozesssicherheit.

    Tebis nutzt deshalb globale Verformungsvorschriften, mit denen sich Einzelflächen auf Grundlage von FEM-Analysen, Messungen, Scanergebnissen oder Erfahrung vollautomatisch verformen lassen – die Rückfederung wird kompensiert und so die Anzahl der Korrekturschleifen entscheidend minimiert. Die qualitativen Flächeneigenschaften, wie Segmentierung, Polynomgrad und Übergänge, werden bei diesem CAD-basierten „Morphing“ optimal an die Verformungsvorschrift angepasst. Analysefunktionen zeigen die Einhaltung der Verformungsvorschrift und die Qualität der verformten Flächen.

    Hohe Zeiteinsparung 
    Durch weniger Schleifarbeit und weniger Korrekturdurchläufe im Tryout
    Hohe Prozesssicherheit
    Durch das lernende System aus Vorhersage, Verformung und nachgeschalteten Analysen
    Hohe CAD-Datenqualität
    Qualität der verformten Flächen erfüllt die Ansprüche der Wirkflächen- und Werkzeugkonstruktion

    Mehrere 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 Blechs 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

    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 Scanergebnissen

    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

    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
    Reflexionsliniendarstellung des verformten Blechteils
    Im Reflexionslinienverlauf erkennt man die hohe Qualität der verformten Flächen

    Verformen von Blechteilen

    Auf Basis von 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.
    Messungen am CAD-Modell vor und nach der Verformung mit Abstandswerten
    In der Abstandsanalyse werden die unveränderten Bereiche in Grün und die deformierten Bereiche in Blau- und Rottönen dargestellt.

    Weiterführende Links

    Wirkflächen exakt konstruieren und fertigen

    Tebis bietet automatisierte Konstruktionsfunktionen, mit denen Wirkflächenkonstrukteure Blechstärke, Ausdünnungseffekte und Freimachungen konstruktiv in die CAD-Wirkflächen einbringen. Dadurch entstehen enorme Zeiteinsparungen in NC-Programmierung, maschineller Fertigung und im Tryout.

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    Tebis Prozesslösungen bei Volkswagen

    "Wenn beim damaligen Prozess auch nur ein Druckbereich vergessen wurde, kostete uns die Korrektur bis zu 10.000 Euro. Heute bauen wir beispielsweise Türwerkzeuge, die wir früher um die 160 Stunden nachbearbeiten mussten, direkt in die Presse ein."

    Roland Schöbel, Leiter Maschinelle Fertigung

    Werkzeubau Volkswagen AG, Wolfburg

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    Flächenrückführung gleicht CAD-Welt mit realer Welt ab
    Flächenrückführung wird überall dort genutzt, wo sowohl manuell an realen Objekten als auch im CAD-Modell gearbeitet wird. Im Modellbau werden aus Clay modellierte Designobjekte und Fahrzeuge gescannt und in CAD-Flächen überführt. Im Werkzeugbau werden in der Tryoutphase manuelle Änderungen an Umformwerkzeugen gescannt und das bestehende CAD-Modell auf aktuellen...
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    CAD-Flächenqualität automatisch und manuell optimieren

    CAD-Flächenqualität resultiert aus den algorithmischen Eigenschaften der verwendeten CAD-Systeme, aus der Konstruktionshistorie und aus Konvertierungsprozessen über Schnittstellen. Oftmals müssen zur Herstellung von Formen und Werkzeugen CAD-Daten mit qualitativen Mängeln übernommen und weiterverarbeitet werden. Tebis hift beim Optimieren der Flächenqualität.

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    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.

    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.

    Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH
    Herausforderungen im Blechumformwerkzeugbau

    Keine sichtbaren Kanten und Absätze mehr in der Wekzeugoberlfläche: Blechausdünnungen kompensieren, Druckflächen einbringen und negative Radien freikonstruieren sind Teil der Tebis Wirkflächenaufbereitung. Mit Hilfe spezialisierter Funktionen kann ohne virtuelle Wandstärken programmiert werden. 

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    Tebis Whitepaper: Evolution in der Blechumformung

    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.

    Zum Download