Thermische Simulation eines Umformungswerkzeugs für B-Säulen von PKWs

 

Problemstellung

Um die Materialeigenschaften einer B-Säule hinsichtlich Festigkeit zu erreichen, muss auf den Werkzeug- oberflächen während des Umformprozesses eine genau definierte Temperaturverteilung eingehalten werden. Das Werkzeug wird aus einem Stahl hergestellt, dessen thermische Eigenschaften zum Zeitpunkt der Fertigung noch nicht bekannt waren. Die Beheizung des Werkzeugs erfolgt mit elektrischen Heizelementen.

 

Lösung

Das Umformwerkzeug wurde mit mehreren Heizelementen versehen. Die Anordnung der Heiz- elemente im Umformwerkzeug, deren Anzahl sowie deren erforderliche thermische Leistung wurde auf Basis von 3D-CFD-Modellen berechnet. Die Werkzeug- oberflächen wurden in der Simulation auf die geforderte Temperaturverteilung während des Pressvorgangs optimal ausgelegt. 

 

Nutzen

Bei den durchgeführten Aufheizversuchen zeigte sich ein sehr homogenes Temperaturfeld auf der Werkzeugoberfläche, was die Qualität der thermischen Auslegung bestätigt. Materialprüfungen an Proto- typenbauteilen, die mit diesem thermisch ausgelegten Werkzeug hergestellt wurden, zeigten die gewünschten Eigenschaften. Mit Hilfe der entwickelten Simulationsmethode konnte die Anzahl für die Herstellung kostenintensiver Prototypen minimiert werden.

 

Ansprechpartner

Alexander Jauer
+49 711 49 01 09 -20
alexander.jauer(at)sidion.de
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