Prozesssimulation

Prozesssimulation spielt heutzutage eine immer wichtigere Rolle bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen. Sie hilft uns, die angewendeten Prozesse für die Fertigung von Bauteilen aus diesen Werkstoffen besser zu verstehen und zu optimieren. Die Prozesssimulation am IVW konzentriert sich derzeit auf die folgenden fünf Schwerpunkte: das Umformen von Organoblechen, Harzinjektionsverfahren, das Fügen thermoplastischer Verbundwerkstoffe mit Hilfe des elektromagnetischen Induktionsverfahrens, Wickeln und Tapelegen unidirektionaler Faserkunststoffverbunde und die Verarbeitung von Fließ- und Formpressmassen. Prozesssimulation beginnt mit Materialcharakterisierung, einer Methodik zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens, wie z.B. des Deformationsund Fließverhaltens unter den vorliegenden Prozessbedingungen. Die wichtigsten Parameter sind in den meisten Fällen Temperatur, Druck und Zeit. Die Experimente liefern die Eingangs- und Validierungsdaten für die Computersimulationen, die dann anstelle von realen Versuchen mit mathematischen Modellen und numerischen Simulationsprogrammen durchgeführt werden können. Die umfassende numerische Simulation von Bauteilen und Fertigungsprozessen wird von den Softwareentwicklern häufig auch als „virtuelle Produktentwicklung und Fertigung“ bezeichnet.

BranchenAnwendungen (Beispiele)
LuftfahrtBoostergehäuse
AutomobilbauKarosserieteile
MaschinenbauHybride Tragstrukturen
Sport und FreizeitFahrradsättel
Militär und SicherheitDiverse
EnergieRotorblätter

Spezielle Leistungsmerkmale 

  • Charakterisierung und Finite-Elemente-basierte Multi-Physik-Simulation von komplexen Verbundwerkstoff-Fertigungsprozessen

Typische Werkstoffe

  • GFK
  • CFK
  • kontinuierlich verstärkte Systeme

Typische Fragen

    • Welche Versuche zur Materialcharakterisierung sind zum Aufbau einer Umformsimulation mit thermoplastischen Materialien notwendig?
    • Können Faserorientierungen, Spannungen und Dehnungen für jede individuelle Lage einzeln dargestellt werden?
    • Wie können das SMC Fließpressverfahren und hybride Umformprozesse simuliert werden und
      welche Software wird dabei verwendet?