Innovation durch Simulation

Smart Factory | Ingenieure im Fokus — lernen Sie, stellvertretend für die vielen engagierten Spezialisten im Stahlbereich von thyssenkrupp Stéphane Graff kennen, der an der Materialcharakterisierung und Erstellung von Machbarkeitsanalysen in der Warmumformung arbeitet.

Was versteht man unter Simulation?

Mithilfe von Simulationen wie in der Blechwarmumformung lässt sich erst mal grundsätzlich voraussagen, wie ein Stahl während eines Warmumformprozesses reagiert. Es ist erforderlich, die einzelnen Fertigungsschritte eines Bauteils virtuell abzubilden. Grundlage jeder Simulation sind Daten zur Beschreibung des Werkstoffs. Man muss zum Beispiel wissen, welche Fließeigenschaften er besitzt oder wie er auf unterschiedliche Belastungszustände und Temperaturen reagiert.

Wo wird der Prozess eingesetzt?

Die Technologie wird vor allem in der Automobilindustrie genutzt. Und zwar für alle Komponenten, die gefertigt werden sollen, darunter auch die warmumgeformten Bauteile. Dazu zählen Strukturteile, die den Insassen bei einem Aufprall Schutz bieten müssen, wie beispielsweise A- und B-Säulen sowie Stoßfänger.

Was ist das Besondere daran?

Die Simulation beantwortet bereits in der frühen Phase der Entwicklung viele Fragen: Lässt sich das Bauteil in der vorgesehenen Geometrie überhaupt produzieren? Kommt es möglicherweise beim Fertigungsprozess zu Rissen oder Faltenbildung? Wenn ja, wie muss der Umformprozess verändert werden, um diese zu vermeiden? Die Simulation kann auf all das – und noch vieles mehr – eine Antwort geben. Man simuliert so lange, bis eine Lösung gefunden ist. Danach folgt der konkrete Hardware-Test im Prototypenbau.

Was ist Ihre Aufgabe bei diesem Prozess?

Simulation funktioniert auf der Grundlage von Daten und Modellen. Um eine Machbarkeitsanalyse für ein Bauteil zu erstellen, muss ich zunächst eine zuverlässige Werkstoffbeschreibung erarbeiten. Ist diese schlecht, ist es die gesamte umformtechnische Bewertung meist ebenfalls. Diese Charakterisierung eines Werkstoffs geschieht bei uns intern oder in Zusammenarbeit mit Instituten und Universitäten. Ebenso müssen wir in Machbarkeitsanalysen die einzelnen Fertigungsschritte virtuell aufbauen, berechnen und optimieren, ob als Kundendienstleistung oder in Entwicklungsprojekten.

Wie war Ihr beruflicher Werdegang?

Ich bin Mechaniker, habe Maschinenbau studiert und im Anschluss promoviert. Seit 2007 arbeite ich im Stahlbereich von thyssenkrupp und beschäftige mich insbesondere mit der Thematik der Blechwarmumformung. Diese Technologie verbindet Mechanik, Thermik sowie Werkstoffkunde und Umformtechnik – das macht es für mich so interessant.

 

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