Abstract
This chapter discusses methods of modeling and simulating metal forming processes and explains their application in product design, production and process planning. In today’s Finite Element (FE)-based forming analysis, major effects on the forming process are being neglected. Based on the analysis of the elastostatic press and tool properties, a conventional FE process model was extended with the most dominant elastostatic influences. It is shown that complex elastic systems, such as die cushions and tool guidance, are quite easily implemented in FE process simulations by using discrete elements and other reduction methods, recently introduced in commercial simulation software. The benefit of the Advanced Forming Process Model (AFPM) is demonstrated by an experimental verification. Servo mechanical presses enable the manufacturers to establish high-speed processes in sheet metal forming. There, the dynamic press behavior has a much larger influence on the forming process than it has in the relatively static conventional deep drawing. As an example, a highly dynamic forming process is simulated and explained in the following.
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References
Roll, K., Wiegand, K.: Eine Möglichkeit zur Berücksichtigung der Werkzeugelastizität bei der Blechformsimulation. In: Proceedings of Neuere Entwicklungen in der Blechumformung Leinefelden-Echterdingen (Stuttgart), MAT INFO Werkstoff-Informationsgesellschaft mbH, Frankfurt (2006)
Großmann, K., Hardtmann, A., Wiemer, H.: Simulation des Blechumformprozesses unter Berücksichtigung des statischen Verhaltens der Pressmaschine. ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 101(10), 600–605 (2006)
Großmann, K., Wiemer, H., Hardtmann, A., Penter, L.: Stand der Simulation von Umformprozessen mit den elastischen Einflüssen aus Maschine und Werkzeug. In: Proceedings of EFB-Colloquia Neue Wege zum wirtschaftlichen Leichtbau, pp. 185–198. EFB, Hannover (2007) (in Fellbach)
Großmann, K., Wiemer, H.: Maschine, Werkzeug und Prozess – ein ganzheitliches System. In: Proceedings of 6th Sächsische Fachtagung Umformtechnik, TU Dresden (1999)
Großmann, K., Wiemer, H., Thoms, V., Schirmacher, F.: Modellierung des Blechumformprozesses in der Anlagensimulation auf Grundlage von Ergebnissen der FEM-Prozeßsimulation. EFB-Forschungsbericht No. 178. EFB, Hannover (2001)
Großmann, K., Wiemer, H.: Simulation of the Process Influencing Behaviour of Forming Machines. In: Steel Research International, vol. 76(2/3), pp. 205–210. Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf (2005)
Schirmacher, F., Wiemer, H.: Kopplung von Prozess- und Anlagensimulation – ein wesentlicher Teilschritt auf dem Weg zum Virtuellen Umformen. In: Proceedings of EFB-Colloquia Prozessoptimierung in der Blechverarbeitung, pp. 11.1–11.18. EFB, Hannover (2001)
Brecher, C., Schapp, L., Paepenmüller, F.: Gekoppelte Simulation von Presse und Massivumformprozess. Werkstattstechnik Online 96(7/8), 526–529 (2006)
Wiemer, H.: Stand und Möglichkeiten der Systemsimulation von mechanischen Pressmaschinen. State and Potentials of Forming Press Simulation. Dissertation, TU Dresden (2004)
German Standard DIN 55189, Ermittlung von Kennwerten für Pressen der Blechverarbeitung bei statischer Belastung. Beuth Verlag, Berlin (1988)
VDI-Guideline VDI 3145, Pressen zum Kaltmassivumformen. Blatt 1: Mechanische und hydraulische Pressen. VDI-Verlag, Düsseldorf (1985)
Großmann, K., Wiemer, H., Hardtmann, A., Penter, L.: Faster to Sound Parts by Advanced Forming Process Simulation - Advanced Forming Process Model Including the Elastic Effects of the Forming Press and Tool. In: Steel Research International, vol. 78(10/11), pp. 825–830. Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf (2007)
Pahl, K.J.: Elastische Wechselwirkungen im Ziehapparat einfach wirkender Pressen. VDI Verlag, Düsseldorf (1994)
Großmann, K., Wiemer, H.: Möglichkeiten der erweiterten Modellierung von Umformprozessen zur Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit Werkzeugen und Maschine. In: Proceedings of Neuere Entwicklungen in der Blechumformung. MAT INFO Werkstoff-Informationsgesellschaft mbH, Frankfurt (2008)
Thoms, V., Voelkner, W., Süße, D.: Methoden zur Kennwertermittlung für Blechwerkstoffe. EFB-Forschungsbericht No. 187. EFB, Hannover (2002)
Feldmann, P.: Application of strain analysis system AutoGrid® for evaluation of formability tests and for strain analysis on deformed parts. In: Proceedings of the IDDRG Conference Györ, Hungary, pp. 21–23 (2007)
European Standard, EI 12004, Metallic materials - Sheet and strip - Determination of forming limit curves. CEN European Committee for Standardization, Brussels (2007)
Haufe, A., Roll, K., Bogon, P.: Sheet metal forming simulation with elastic tools in Ls-Dyna. In: Proceedings of Numisheet, pp. 743–748 (2008)
Großmann, K., Wiemer, H., Hardtmann, A., Penter, L., Kriechenbauer, S.: Static Compensation for Elastic Tool and Press Deformations during Deep Drawing. Prod. Eng. Res. Devel. 4(2-3), 157–164 (2010), doi:10.1007/s11740-010-0216-7
Großmann, K., Wiemer, H., Neugebauer, R., Mauermann, R.: Simulationsunterstützung für das Tiefziehen auf Servospindelpressen. In: Proceedings of EFB-Colloquia: Bauteile der Zukunft. EFB, Hannover (2010)
Hallquist, J.O., et al.: LS-DYNA Keyword User’s Manual, vol. I, Version 971, Livermore Software Technology Corporation, Livermore California (2007)
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Großmann, K., Hardtmann, A., Wiemer, H., Penter, L., Kriechenbauer, S. (2013). Advanced Forming Process Model - AFPM. In: Denkena, B., Hollmann, F. (eds) Process Machine Interactions. Lecture Notes in Production Engineering. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-32448-2_17
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