Umformsimulation  - Warum eigentlich ?

Der Werkstoff sucht immer den Weg des geringsten Widerstandes und das ist in der Regel nicht der Weg, der zur Ausformung der gewünschten Geometrie führt. Man muss die Umformung deshalb so auslegen, dass dem Werkstoff nur der Weg offensteht, der zur Erreichung der gewünschten Form notwendig ist. Allerdings führt das dazu, dass man die Umformung in einzelne Schritte aufteilen muss, die jeweils in separaten Stufen ausgeführt werden.

Jede Stufe hat eigene technische Grenzen und die müssen nachgerechnet werden. Hier muss ein ausgewogener Weg gefunden werden, der keine Stufe überlastet, der das Umsetzen der Teile von einer in die nächste Stufe ermöglicht usw. Es wird also schnell kompliziert und unübersichtlich. Der Weg über eine Simulation eröffnet Lösungen auf Basis von Zahlen und Fakten, ohne dass kostenintensive Versuche auf Produktionsmaschinen notwendig sind.

Finite Elemente – Netzwerk in 2D und in 3D

Für die Berechnung wird das Werkstück rechnerisch in kleine, miteinander vernetzte Elemente sog. Finite Elemente zerlegt und dann virtuell belastet. Unter der einwirkenden virtuellen Kraft verformt sich das Gitter der finiten Elemente. Die Software berechnet nach jedem kleinen Verformungsschritt aufs Neue die sich ergebenden Formen der Elemente und der Verbindungen zwischen den Gitterelementen. Bei rotationssymmetrischen Bauteilen genügt eine Betrachtung in 2 Raumrichtungen – 2D Simulation – bei nicht rotationssymmetrischen Bauteilen muss auf die aufwändigere 3D Simulation zurückgegriffen werden.