Simulation in der Produktionstechnik; Motor für Innovationen und Wirtschaftlichkeit Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH NORTEC 2014 22. Jan 2014 All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 1

All rights reserved – Copyright per DIN 34 Diskussionspunkte Problemstellung Was kann bestimmt werden ? Beispiele Wirtschaftlichkeit All rights reserved – Copyright per DIN 34

All rights reserved – Copyright per DIN 34 Problemstellung Simulation (< lat:; simulare > vortäuschen): Früher: Bewusste Vortäuschung von z.B. Krankheiten Heute: Sammelbegriff für die Abbildung physikalischer/technischer Prozesse oder Systeme Herausforderungen bei physikalischen/ technischen Simulationen: Simulationen müssen alle relevanten Einflussparameter enthalten Für zuverlässige Aussagen/Optimierungen müssen sie extrapolierbar sein Bei Optimierungen werden die Parameter derart variiert, dass z.B. ein kostengünstigerer Produktions-Schritt erreicht wird Simulationen experimentieren also an „realen“ virtuellen Prototypen All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 3

Was kann bestimmt werden ? Simulationen ermöglichen es alle formulierbaren Größen an jedem beliebigen Ort im Modell zu bestimmen (stationär und zeitabhängig), u.a.: Verschiebungen, Dehnungen, Spannungen, Lasten (Kräfte/Momente) Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Frequenzen Temperaturen, Wärmeströme, Drücke, Strömungskomponenten Magnetfelder, elektrische Felder Bei physikalischen Tests werden wesentlich weniger Größen gemessen; manche Tests sind zu gefährlich bzw. zerstören den Prüfling; realitätsnahe Prüfungen sind sehr aufwändig und zeitintensiv All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 4

Beispiel Strömungsmechanik Filterbank (RWTH Aachen University): Durchströmung (gleicher Druckabfall in den Filterpaketen) durch unterschiedlich angestellte Leitbleche: All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 5

Beispiel Maschinensteifigkeit Werkzeugmaschine: Verschiebungen (Fertigungstoleranzen): All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 6

Beispiel Blechumformung Plastische Dehnungen (zeitabhängig; inkl. Verformungen und Spannungen): All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 7

Beispiel Widerstandsschweißen Widerstandschweißen: Temperaturen (zeitabhängig): All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 8

All rights reserved – Copyright per DIN 34 Beispiel Umformung Rohrbiegen: Verschiebungen (zeitabhängig; inkl. Fertigungskräfte und Spannungen): All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 9

Beispiel Bewegungssimulation Fahrgeschäft: Bewegungsablauf (mit Ermittlung der Beschleunigungen und der Kräfte in den Lagern): All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 10

All rights reserved – Copyright per DIN 34 Wirtschaftlichkeit Die Gesamtkosten eines Produktes werden in der Entwicklung/Konstruktion bei geringen Kosten stark beeinflusst; dies gilt auch für Rationalisierungen in der Produktion All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 11

Ich freue mich auf Ihre Diskussionsbeiträge ! Dr. Stefan Reul, PRETECH GmbH NORTEC 2014 22. Jan 2014 All rights reserved – Copyright per DIN 34 Seite 12