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Simulationssoftware für Verbundwerkstoffe

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Die Simulationssoftware ESI PAM-Composites adressiert von der Automobiltechnik und Luft- und Raumfahrt bis hin zu Marine und Energie viele Industriebereiche und zielt darauf ab, kostspielige physische Versuche durch virtuelle Prototypen zu reduzieren oder zu ersetzen.

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ESI stellt die neue Version seiner Composite-Simulation-Software auf der JEC World 2017 vor.
ESI stellt die neue Version seiner Composite-Simulation-Software auf der JEC World 2017 vor.
(Bild: ARRK | Shapers)

In der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt, wo schädliche Emissionen und Kraftstoffverbrauch streng reguliert sind, werden zur Erreichung einer Gewichtsreduzierung oftmals Strategien mit unterschiedlichen Materialien eingesetzt, die auch die Verwendung leichter Werkstoffe miteinbeziehen.

Mit Virtual Prototyping Schwierigkeiten lösen

Dieser Leichtbau ist der Grund, warum Fertigungsunternehmen und deren Zulieferer viel Zeit und Aufwand investieren, Verbundwerkstoff-Material in die Entwicklung neuer Produkte einfließen zu lassen, ohne deren Festigkeit und Haltbarkeit zu beeinträchtigen. Unglücklicherweise werden jedoch Hersteller beim Einsatz von Verbundwerkstoffen für diese Teile mit großen Herausforderungen in Form hoher Herstellungskosten und schwer vorhersagbaren Materialverhaltens konfrontiert. Im Zeitalter der digitalen Transformation bietet Virtual Prototyping eine zunehmend genutzte Möglichkeit, diese Schwierigkeiten effektiv anzugehen.

ESI wird auf der JEC World 2017 in Paris die neue Version von ESI PAM-Composites vorstellen, der Lösung zur Fertigungssimulation von Bauteilen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Die Software hilft Ingenieuren, Mängel frühzeitig im Produktentwicklungszyklus zu identifizieren und zu adressieren – zu einem Zeitpunkt, an dem es einfacher als in späteren Prozessphasen ist, eine zeit- und kosteneffiziente Feinabstimmung des Produktionsprozesses durchzuführen.

Stufenweise zum virtuellen Prototyp

Unter Anwendung von PAM-Composites können Prozessingenieure individuelle Fertigungsvorgänge analysieren und optimieren und die einzelnen Prozessschritte durch Übergabe der Materialdetails, wie Faserausrichtung, Härtungsgrad und Temperatur, miteinander verknüpfen. Stufenweise wird so ein virtueller Prototyp des „wie gefertigt“-Bauteils aufgebaut, dessen Prozesse – wie Drapieren, Umformen von Thermoplasten, Harzinjektionsverfahren, Infusion, Aushärtung – korrigiert, optimiert oder validiert werden können, um so Fertigungsmängel zu minimieren, Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, die generelle Qualität von produzierten Bauteilen zu verbessern und Entwicklungskosten zu senken.

Produkteigenschaften und -verhalten frühzeitig testen

Durch die Verwendung eines solch realistischen virtuellen Prototyps können Ingenieure virtuell Produkteigenschaften und -verhalten mit hoher Genauigkeit bewerten. Bei ESIs Flaggschiff-Software, Virtual Performance Solution (VPS), können Ingenieure von der Nutzung eines einzigen Simulationsmodells (Single-Core-Modell) profitieren und durchgängig Produkteigenschaften und -verhalten ihrer virtuellen Prototypen unter allen relevanten Aspekten testen, wie z. B. Durchführung virtueller Crash-Tests oder Vorhersage von Festigkeit, Haltbarkeit und Schwingungsverhalten.

VPS ist eine leistungsfähige Lösung, die Entwicklern hilft, die geforderte Leistung von Bauteilen oder Produkten aus verschiedenen Materialien zu gewährleisten und kostspielige Rückrufe zu verhindern, ohne durch konservative Entwicklungsmethoden eingeschränkt zu werden. (mz)

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