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Eine glatte Sache dank Simulation
Möglichkeiten der Prozessauslegung für das Tauchgleitschleifen

Partikelsimulation ROCKY DEM für Tauchgleitschleifprozess

Branche: Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: Partikelsimulation

An der TU Berlin werden abtragende Fertigungsverfahren untersucht. Die Prozessauslegung des Tauchgleitschleifens ist mit ROCKY DEM simulativ optimiert worden.

Zusammenfassung

Aufgabe

Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin interessierte die Prozessauslegung für Tauchgleitschleifen. Mit Hilfe von Simulation sollen bereits vor den experimentellen Versuchen geeignete Schleifkörper entsprechend der Bearbeitungsaufgabe evaluiert werden.

Lösung

Mit der Software ROCKY DEM lassen sich sowohl sphärische als auch nicht-sphärische Partikel und deren Interaktion mit beliebigen CAD-Modellen simulieren.

Kundennutzen

 Durch die realistische Darstellung der asphärischen Schleifkörper in ROCKY DEM lassen sich auch komplexe Problemstellungen realitätsnah und um ein Vielfaches schneller als bisher simulieren.

Projekt Details

Aufgabenstellung

Bei der Herstellung von Mikrobauteilen und Bauteilen mit höchsten Anforderungen an die Oberflächenqualität spielt die Nachbearbeitung eine besonders wichtige Rolle. Ein weit verbreitetes Verfahren für das Entgraten, Polieren und Kantenverrunden von Bauteilen ist das Tauchgleitschleifen. Hierbei wird innerhalb eines mit Schleifkörpern gefüllten Behälters eine Spanabnahme durch die Relativbewegung zwischen Schleifkörpern und Werkstücken erzielt. Zur Erreichung der gewünschten Werkstückqualität wird der Prozess auch mehrstufig durchgeführt. Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin werden verschiedenste spanende sowie abtragende Fertigungsverfahren im Rahmen von Grundlagenuntersuchungen prozesstechnisch und numerisch untersucht. Ein aktueller Fokus ist die gezielte, simulative Prozessauslegung für das Tauchgleitschleifen mit der Software ROCKY DEM. So ist es beispielsweise möglich, bereits vor den experimentellen Versuchen geeignete Schleifkörper entsprechend der Bearbeitungsaufgabe zu evaluieren.


Nutzen für den Kunden

Durch die realistische Darstellung der asphärischen Schleifkörper in ROCKY DEM lassen sich auch komplexe Problemstellungen realitätsnah simulieren. Verglichen mit bisher verwendeten Open-Source-Programmen sind die Berechnungen dank der systematisch unterstützten GPU-Beschleunigung um ein Vielfaches schneller. Somit können Optimierungen am Aufbau noch im Rahmen der Prozessplanung vorgenommen sowie verschiedene Daten über die zu erwartenden Ergebnisse gesammelt werden. Das IWF der TU BERLIN plant, ROCKY auch zur Modellierung weiterer Fertigungsverfahren einzusetzen, zum Beispiel beim Tauchgleitläppen.


Lösung

Mit der Software ROCKY DEM lassen sich sowohl sphärische als auch nicht-sphärische Partikel und deren Interaktion mit beliebigen CAD-Modellen simulieren. Die komplexen Partikel werden hierbei über ihre tatsächliche, mehrflächige Form definiert und nicht mit Hilfe von verklebten Kugeln. Der Einfluss der unterschiedlich geformten Partikel soll mit einem Testszenarios nachgewiesen werden, in dem ein Probewerkstück in vier Versuchen durch ein Becken mit unterschiedlich geformten Schleifkörpern geführt wird. Die verwendeten Schleifkörper haben dabei die Form von Kugeln, Kegeln, Tetraedern oder Dreiecksprismen. Es zeigen sich deutliche Unterschiede in der Ausprägung der mittleren normalen Spannung. Diese von der Schleifkörperform abhängigen Unterschiede decken sich qualitativ mit den in der Abbildung visualisierten Kontaktsituationen sowie realen Ergebnissen, die am IWF der TU Berlin im Experiment ermittelt wurden.

Bilder: © TU Berlin


Vertrieb
Dr.-Ing. Jan-Philipp Fürstenau

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