Vergleich der numerischen Simulation für Tiefziehprozesse in mehreren Ziehstufen am Beispiel des niederhalterlosen Tiefziehens

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Das Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer, napfförmiger Werkstücke aus dünnen Blechen (S0<1 mm) wurde sowohl experimentell als auch durch numerische Prozesssimulation untersucht. Ziel war es, die Grenzen der erreichbaren Tiefziehverhältnisse bis zu den Versagensfällen „Falten 1. und 2. Art“ zu ermitteln, um die Stadienfolgen mehrstufiger Tiefziehprozesse optimal zu gestalten. Während die FEM-Simulation von Blechumformprozessen an Bedeutung gewonnen hat, fehlten umfassende praktische Erfahrungen für mehrstufige Prozesse. In diesem Bericht wurden Lösungswege zur Simulation dieser Prozesse vorgestellt, die am Beispiel des niederhalterlosen Tiefziehens erprobt wurden. Die Auswertung der experimentellen Ergebnisse lieferte Grenzkurven für die Weiterschlag-Tiefziehverhältnisse und diente als Grundlage für die Prozessgestaltung. Ein Hilfsmittel zur Auswertung der Simulationsergebnisse bot eine qualitative Darstellung der Faltenlage und -größe und ermöglichte auch präzise quantitative Aussagen über Faltenhöhen. Die Vergleiche zwischen experimentellen Grenzkurven und Simulationsergebnissen zeigten größere Abweichungen, wobei die Experimente höhere Weiterschlag-Tiefziehverhältnisse ergaben. Weitere Simulationen identifizierten Ansatzpunkte zur Verbesserung, wie Werkstückvernetzung und analytische Beschreibung der Werkzeug-Kontaktflächen. Besonders die Nutzung von VDA-Flächen versprach bessere Ergebnisse, wobei deren umfassend