Simulationsgestützte Algorithmen für die automatisierte Auslegung von Pulverformgebungsprozessen

Die Pulvermetallurgie (PM) eignet sich für die endkonturnahe Fertigung von Bauteilen. Demgegenüber erfordert die PM-Herstellung in der Praxis einen hohen Aufwand an Zeit und Kosten. Zu den größten Problemen zählen vor allem die inhomogene Dichteverteilung, die Rissbildung sowie der Sinterverzug. Gegenstand dieser Arbeit war es daher, auf Basis der FEM Materialmodelle und Methoden für die Optimierung der Herstellungskette Pressen-Sintern zu entwickeln. Für die Abbildung des Pressens wurde das DRUCKER-PRAGER-Kappenmodell eingesetzt. Des Weiteren wurden Untersuchungen zu der Reibung durchgeführt, um den Einfluss der Dichte auf den Reibkoeffizienten zu berücksichtigen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Entwicklung von neuen Methoden für die automatische Optimierung des Pressens mehrstufiger Bauteile. Hierbei wurden Algorithmen sowohl für die Auslegung der Startlage der Stempel als auch für die automatisierte Optimierung der Stempelkinematik während des Pressens erarbeitet. Anhand eines Referenzbauteils wurden diese Methoden eingesetzt und mit iterativer Optimierung verglichen. Darüber hinaus wurde ein Sintermodell implementiert, um die Prozesskette Pressen-Sintern zu simulieren.