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Sebastian Pinner

Berichte aus der Virtuellen Fertigungstechgnik
Band 10

212 Seiten, DIN A5, zahlr. Abb., Broschur

ISBN: 9783957350008

Verlag Wissenschaftliche Scripten

Das Bestreben der Automobilindustrie die Kosten für Entwicklung und Prototypenbau neuer Fahrzeugkarosserien weiter zu reduzieren, führt zu der Forderung nach effizienten Simulationswerkzeugen, die dazu beitragen Fertigungsprozesse virtuell abzusichern und eine frühzeitige Produktbeeinflussung aus Fertigungssicht zu ermöglichen. Um die Qualität der Simulationsergebnisse weiter zu optimieren, wird es zukünftig in verstärktem Maße notwendig sein, die Fertigungshistorie bei der Simulation der Fertigungsprozesse und Produkteigenschaften zu berücksichtigen. Im Rahmen dieser Arbeit werden Methoden und Werkzeuge für die Realisierung einer durchgängigen FEM-Simulationsprozesskette (Blechumformung, Schweißen, Lacktrocknung und Crash) betrachtet. Dazu zählt insbesondere eine Untersuchung inverser Solver für die Bereitstellung der Umformhistorie in der frühen Produktentwicklungsphase. Anhand von Praxisbeispielen wird die Ergebnisqualität der durchgängigen Prozesskettensimulation validiert und eine Effizienzbewertung der Übertragung der Fertigungshistorie entlang der Simulationsprozesskette durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit sowie die daraus abgeleiteten Empfehlungen zum Einsatz der Prozesskettensimulation im Anwendungsbereich des Karosseriebaus leisten einen entscheidenden Beitrag zur frühzeitigen Absicherung der fertigungsgerechten Produktgestaltung und damit zur Kostensenkung im Produktentwicklungsprozess neuer Fahrzeuge.

The automotive industry is characterized by short product lifecycles, complex products and an increasing number of variants. The efforts of the automotive industry to reduce the costs for development and building of prototypes when planning new products has led to considerable interest in simulation of the overall production process to improve the design for manufacturing in an early stage of the product development process. The transfer of simulation results during the virtual validation of feasibility along the simulation process chain (press shop, body shop, paint shop and crash) should make it possible to optimize the
simulation results and should help to predict the influence of manufacturing processes on the final product characteristics. In this doctoral thesis methods and tools are investigated to realize a coupled FEM simulation process chain for a body in white (including sheet metal forming, welding, paint drying and finally crash). Hence, one step solvers are investigated to provide the manufacturing history of the formed parts in an early stage of the product development process. Practical examples are used to validate the quality of the simulation results and to assess the efficiency of the transfer of manufacturing history along the simulation process chain. The results of this thesis and the elaborated recommendations in respect of the use for the coupled process chain simulation make a decisive contribution to the early assurance of design for manufacturing and help to reduce costs during the product development process of future vehicle models.

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