Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und KonstruktionstechnikSimulation und Optimierung einfacher und komplexer Schweißbaugruppen
Vorhersage der Auswirkung des Schweißens auf die Konstruktion
Schweißstruktursimulation für Temperaturbelastung, Verzug und Rissbildung
Simulation – Validierung – Analyse – Optimierung
Vorhersage der Auswirkung des Schweißens auf die Konstruktion
Mit unserer Schweißstruktursimulation können wir für Sie sowohl einzelne Schweißprozesse (Schweißnaht, -punkt) als auch das Verhalten der Schweißbaugruppe während des Schweißens simulieren. Das Simulationsmodell kann sowohl konventionelle Schweißprozesse (Widerstandspunktschweißen, Laserschweißen, Lichtbogen, usw.), als auch komplexere Schweißprozesse (z. B. AM-DED) abbilden.
Deutliche Reduzierung des Arbeitsaufwands und der Entwicklungszeiten bei der Einführung neuer Schweißbaugruppen durch Simulation
Verzugsoptimierung einer Fahrzeugtür: Variantenprüfung mit Simulation und Optimierung der Schweißreihenfolge durch Berechnung der Verzugspotenziale einzelner Schweißnähte. Kosteneinsparung: 20 % – 60 % (Personal, Material, Nachbearbeitung)
Thermische Simulation für E-Mobilität: Bei dieser Batteriezellenkontaktierung wurde in der Simulation überprüft, ob während des Schweißens an einem kritischen Punkt bestimmte Temperaturen nicht überschritten werden. Einsparpotenzial bei Vorauslegung bis zu 40 %
Individuelle Dienstleistung für Sie: Unsere Forschungsarbeit fließt in die Simulationssoftware zur Modellerstellung und -auswertung ein
Unser Angebot an Sie: Struktursimulation für alle gängigen Schweißverfahren
- Analysieren: Identifikation von im Experiment »unsichtbaren«, aber für das Schweißergebnis relevanten Faktoren
- Bewerten: Beurteilung der Simulationsergebnisse und Ableiten von Optimierungsstrategien für den Verzug
- Optimierung: Rissanfällige Konstruktionen werden verbessert
Was können Sie erwarten?
- Berechnung von Temperaturbelastung, Eigenspannung und Schweißverzug
- Auslegung von Prozessfenstern und Spannwerkzeugen
- Virtuelle Absicherung zur drastischen Reduktion von Versuchsaufwand
Für eine erfolgreiche Simulation benötigen wir Daten von Ihrem Prozess.
Mindestestanforderungen
- Bauteil oder Schweißaufbau (CAD, Skizze)
- Schweißprozess (Verfahren, Zusatzwerkstoffe, …) mit Parametern (erste Erfahrungswerte)
Bestmögliche Anforderungen
- Materialdaten oder Versuchswerkstoffe
- Querschliffe der Schweißnaht
Ihr Nutzen und Ihre Vorteile: Durch die Anwendung von Simulationsmethoden lassen sich zeit- und kostenaufwändige Experimente drastisch reduzieren.
- Kostenersparnis: Weniger Schweißversuche notwendig – Ermittlung von Schweißbarkeit, Schweißverzug und Parameterfenster am Computer
- Zeitersparnis: Virtuelle Optimierung schneller realisierbar als experimentelle Versuche (vor allem bei großen Bauteilen)
- Einsparungen bei Versuchsaufwand (bis zu 70 %) und Prototypenwerkzeugen (bis zu 80 %)
- Virtuelle Absicherung vor den ersten Experimenten: Digitale Abbildung des Schweißprozesses ermöglicht Optimierungen hinsichtlich Material, Schweißreihenfolge und Design.
- Verbesserung des Prozessverständnisses, wie Eigenspannung, Temperatur, kritische Nähte, die Verzug erhöhen, etc.
Zukünftig können Sie mit uns, noch bevor Sie den ersten Prototypen geschweißt haben, Ihre Konstruktion und Ihren Schweißprozess simulieren und anschließend optimieren.