QForm Cold Forming

Werkzeugsimulation in einem KaltumformungsprozessIm Unterschied zu Warmumformprozessen wird bei der Kaltumformung eine endabmessungsnahe Kontur mit nur geringen Aufmaßen für die mechanische Bearbeitung oder bereits endgültigen Geometrien gefertigt, so dass eine nachfolgende mechanische Bearbeitung minimiert wird bzw. gänzlich darauf verzichtet werden kann. Das sind die Gründe für die Entwicklung moderner Kaltumformverfahren, solcher wie Taumeln, Fließpressen, Kaltstauchen und Gewindewalzen.

QForm Cold Forming ermöglicht es, den Materialfluss in den Kaltumformungsprozessen zu optimieren, die Kraft zu reduzieren und die Plastizitätsressource vollständig zu nutzen. Elastisch-plastische Formänderung des Werkstücks wird besonders genau dank der Berücksichtigung der elastischen Verformungen der komplexen vorgespannten Mehrfachwerkzeuge vorhergesagt.

Vorteile

  • Vermessen der Maße des umgeformten Bauteils zur Evaluierung der Qualität des Umformprozesses
  • Fehleridentifikation und –anzeige am verformten Bauteil
  • Voraussage der Presskräfte und Überprüfung der Leistung des Kaltumformaggregates
  • Standzeitvoraussage für die Werkzeuge und Anzeige von “weak Spots” am Werkzeug und am Pressstempel
  • Werkzeugverschleißvoraussage

Simulation eines Hydroforming-Prozesses in QFormWerkzeugbruch infolge der hohen Spannungen. Simulation in QForm und reales Werkzeug

Spezielle Möglichkeiten in QForm, die Prozesse der Kaltumformung simulieren helfen

  • Nutzung verschiedener Kriterien zur Voraussage von Rissbildung und Rissausbreitung
  • Gekoppelte mechanisch–thermische Simulation zur Unterstützung bei der Untersuchung des Einflusses der Werkzeugverformung auf die Ausbildung der finalen Bauteilkontur
  • Möglichkeit der Simulation von vorgespannten Mehrfachwerkzeugen
  • Einbindung von in der Programmiersprache Lua geschriebenen “User Subroutinen”
  • Qualitative Voraussagen zum Schmiedeprozess durch die Möglichkeit der Analyse der plastischen Dehnungsfelder und anderer mit Hilfe der User Subroutines berechneter Parameterfelder
  • Fortgeschrittene Möglichkeiten zur Kontrolle des Zustandes des FE-Netzes, das eine wesentliche Rolle für die Qualität der Simulation spielt

Beispiel

Im Video ist die QForm - Simulation eines Kaltumformprozesses zur Fertigung eines Ventils abgebildet. Die gesamte Technologie besteht aus 5 Kaltumformschritten in geschlossenen Werkzeugen. Die QForm Simulation sagt exakt die Orte voraus, an denen Falten entstehen, wie anhand des Vergleichsvideos des realen Schmiedevorganges zu erkennen ist. Zudem sagt die Simulation ein sehr hohes Niveau an Spannungen im Pressstempel voraus, was zur Rissbildung im Stempel im letzten Umformschritt führt. Der in der Realität gebrochene Stempel ist ebenfalls im Video zu sehen.