ESI Group, führender Anbieter von Virtual Prototyping Softwarelösungen und Dienstleitungen für die Fertigungsindustrie, gibt die Veröffentlichung der Composites Simulation Solution 2015 bekannt. Die neue Lösung wurde vom 10.-12. März 2015 auf der JEC Europe, der weltweit größten Verbundwerkstoff-Konferenz und Messe in Paris/Frankreich, vorgestellt. Unter den zahlreichen auf dem Markt verfügbaren Softwarelösungen ist ESIs Composites Simulation Solution 2015 die einzige Finite-Elemente-Simulationslösung, die eine virtuelle Simulation vollständiger Composite-Fertigungsketten ermöglicht - beginnend mit einzelnen Textillagen bis hin zum finalen Produkt. Die Lösung bietet allen Herstellern, die Verbundwerkstoffe einsetzen, einen signifikanten Vorteil - sowohl in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt als auch im Energiebereich. ESIs Composites Simulation Solution 2015versetzt Industriekunden in die Lage, unter genauer Kostenkontrolle qualitativ hochwertige Produkte fristgerecht zu liefern.
Jean-Luc Macret, Senior Manager, Research and Technology Projects bei Airbus kommentiert: "Mit Hilfe der Simulation haben wir definitiv die Möglichkeit, unsere Gesamtkosten zu senken. [...] Um aber die Fertigungskosten zu reduzieren, müssen wir uns außerdem intensiv mit den Prozessen und allen Produktionsschritten befassen, wie es aktuell der Trend ist."
Um diese Erwartungen zu erfüllen, ermöglicht ESIs Composites Simulation Solution 2015 - unter Berücksichtigung aller Schritte der Produktionskette - die Definition und Optimierung von Prozessparametern, um so Fertigungsfehler zu minimieren und die Qualität des Endprodukts zu verbessern. Der kombinierte Produkt-/Prozessentwicklungsansatz der Lösung gewährleistet, dass jedes Fertigungsergebnis in die Strukturanalyse übertragen werden kann. Das Modell spiegelt so das Produktverhalten im gefertigten (as built) und nicht nur im entwickelten Zustand (as designed) wider. Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, da Hersteller sich wirklich auf das Virtual Prototyping verlassen können, um Entwicklungsspannen zu minimieren und Kosten zu reduzieren.
Die Composites Simulation Solution 2015 umfasst PAM-FORM, PAM-RTM und PAM-DISTORTION. Diese führenden Verbundwerkstoff-Fertigungs-Applikationen werden somit zum ersten Mal in einem Paket zusammengefasst und veröffentlicht. Die drei Anwendungen, die nach wie vor auch einzeln eingesetzt werden können, korrespondieren miteinander durch den Transfer von Materialinformation und -geschichte (einschließlich Scherung, Temperatur und Aushärtungsgrad) von einer Prozessphase zur nächsten. Die einzelnen Anwendungen profitieren dabei ebenso von der gemeinsamen Anwendungsumgebung Visual-Environment, die Bedienkomfort, Zuverlässigkeit und erhebliche Zeiteinsparungen bietet.
PAM-FORM wird zur Simulation des Vorformprozesses von trockenen Textilien oder des Thermoformens von Prepregs aus Duroplasten oder thermoplastischen Kunststoffen genutzt. Die von der Lösung abgedeckten Prozesse umfassen u. a. das Prägen, Gummipressverfahren sowie die Membranformung. Durch die Vorhersage von Mängeln wie Falten, Schichtdickenfehler, Brückenbildung, Dehnungen, Spannungen (Scherung und in Fasern) sowie der Faserorientierung, unterstützt PAM-FORM Anwender dabei, alle Aspekte des Fertigungsprozesses (Kinematik, Temperatur- und Druckzyklus, Einspannbedingungen und -kräfte, flache Zuschnitte) zu verbessern und zu optimieren. All diese Ergebnisse sind nicht nur auf Laminatebene sondern auch auf Lagenebene verfügbar und bilden so die Voraussetzung für die Vorhersage von beispielsweise interlaminaren Falten. Außerdem umfasst die Composites Simulation Solution 2015 zahlreiche wichtige Verbesserungen und neue Funktionen mit Schwerpunkt Thermoformen von Organoblechen.
PAM-RTM wird angewandt, um die Injektion oder Infusion eines Harzes in eine Preform zu simulieren und kann ebenso die Analyse der Aushärtung von Duroplast-Teilen unterstützen. Die unterstützten Prozesse umfassen das Vorheizen der Form, Harzinjektionsverfahren (RTM), Vakuum-unterstützte Harzinfusion (VARI), Kompression-RTM (C-RTM) und das Aushärten duroplastischer Teile. Mängel (z.B. trockene Bereiche, Porosität) können durch die virtuelle Feinabstimmung von Parametern, einschließlich der Lage und Form von Angüssen, Entlüftungen und Vakuumanschlüssen, korrigiert werden. Gleiches gilt für Position und Art der Durchflussmedien, die Formheizung sowie für die Parameter, die den Aushärtungsprozess steuern.
Dank des einzigartigen Hochleistungssolvers und der angepassten grafischen Oberfläche können mit PAM-RTM unter Verwendung von Schalen- oder Volumenelementen extrem große numerische Modelle verarbeitet werden. Dies ist unerlässlich, wenn gleichzeitig die Verarbeitung von Bauteilen mit großen Abmessungen, wie in der Windenergietechnik, und von extrem detaillierten kleinen Bauteilen für die Automobilindustrie ermöglicht werden soll.
PAM-DISTORTION wird eingesetzt, um Restspannungen und geometrische Verformungen (Spring-In, Verspannungen) zu berechnen, die im Verlauf des Fertigungsprozesses auftreten können. Das Programm berücksichtigt Dehnungen, die durch die Veränderung der Materialeigenschaften aufgrund der Phasenumwandlung während der Aushärtung erzeugt werden. PAM-DISTORTION erlaubt die Entwicklung von Empfehlungen für Prozessparameter, um den Verzug komplexer Verbundwerkstoffteile bereits im Entwicklungsprozess und vor dem Bau von Werkzeugen zu minimieren. Es wird außerdem eingesetzt, um basierend auf dem berechneten Verzug eine kompensierte Geometrie zu generieren. So kann die endgültige Bauteilgeometrie innerhalb der vorgegebenen Toleranz gehalten werden.
Jean-Luc Macret, Senior Manager, Research and Technology Projects bei Airbus kommentiert: "Mit Hilfe der Simulation haben wir definitiv die Möglichkeit, unsere Gesamtkosten zu senken. [...] Um aber die Fertigungskosten zu reduzieren, müssen wir uns außerdem intensiv mit den Prozessen und allen Produktionsschritten befassen, wie es aktuell der Trend ist."
Um diese Erwartungen zu erfüllen, ermöglicht ESIs Composites Simulation Solution 2015 - unter Berücksichtigung aller Schritte der Produktionskette - die Definition und Optimierung von Prozessparametern, um so Fertigungsfehler zu minimieren und die Qualität des Endprodukts zu verbessern. Der kombinierte Produkt-/Prozessentwicklungsansatz der Lösung gewährleistet, dass jedes Fertigungsergebnis in die Strukturanalyse übertragen werden kann. Das Modell spiegelt so das Produktverhalten im gefertigten (as built) und nicht nur im entwickelten Zustand (as designed) wider. Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, da Hersteller sich wirklich auf das Virtual Prototyping verlassen können, um Entwicklungsspannen zu minimieren und Kosten zu reduzieren.
Die Composites Simulation Solution 2015 umfasst PAM-FORM, PAM-RTM und PAM-DISTORTION. Diese führenden Verbundwerkstoff-Fertigungs-Applikationen werden somit zum ersten Mal in einem Paket zusammengefasst und veröffentlicht. Die drei Anwendungen, die nach wie vor auch einzeln eingesetzt werden können, korrespondieren miteinander durch den Transfer von Materialinformation und -geschichte (einschließlich Scherung, Temperatur und Aushärtungsgrad) von einer Prozessphase zur nächsten. Die einzelnen Anwendungen profitieren dabei ebenso von der gemeinsamen Anwendungsumgebung Visual-Environment, die Bedienkomfort, Zuverlässigkeit und erhebliche Zeiteinsparungen bietet.
PAM-FORM wird zur Simulation des Vorformprozesses von trockenen Textilien oder des Thermoformens von Prepregs aus Duroplasten oder thermoplastischen Kunststoffen genutzt. Die von der Lösung abgedeckten Prozesse umfassen u. a. das Prägen, Gummipressverfahren sowie die Membranformung. Durch die Vorhersage von Mängeln wie Falten, Schichtdickenfehler, Brückenbildung, Dehnungen, Spannungen (Scherung und in Fasern) sowie der Faserorientierung, unterstützt PAM-FORM Anwender dabei, alle Aspekte des Fertigungsprozesses (Kinematik, Temperatur- und Druckzyklus, Einspannbedingungen und -kräfte, flache Zuschnitte) zu verbessern und zu optimieren. All diese Ergebnisse sind nicht nur auf Laminatebene sondern auch auf Lagenebene verfügbar und bilden so die Voraussetzung für die Vorhersage von beispielsweise interlaminaren Falten. Außerdem umfasst die Composites Simulation Solution 2015 zahlreiche wichtige Verbesserungen und neue Funktionen mit Schwerpunkt Thermoformen von Organoblechen.
PAM-RTM wird angewandt, um die Injektion oder Infusion eines Harzes in eine Preform zu simulieren und kann ebenso die Analyse der Aushärtung von Duroplast-Teilen unterstützen. Die unterstützten Prozesse umfassen das Vorheizen der Form, Harzinjektionsverfahren (RTM), Vakuum-unterstützte Harzinfusion (VARI), Kompression-RTM (C-RTM) und das Aushärten duroplastischer Teile. Mängel (z.B. trockene Bereiche, Porosität) können durch die virtuelle Feinabstimmung von Parametern, einschließlich der Lage und Form von Angüssen, Entlüftungen und Vakuumanschlüssen, korrigiert werden. Gleiches gilt für Position und Art der Durchflussmedien, die Formheizung sowie für die Parameter, die den Aushärtungsprozess steuern.
Dank des einzigartigen Hochleistungssolvers und der angepassten grafischen Oberfläche können mit PAM-RTM unter Verwendung von Schalen- oder Volumenelementen extrem große numerische Modelle verarbeitet werden. Dies ist unerlässlich, wenn gleichzeitig die Verarbeitung von Bauteilen mit großen Abmessungen, wie in der Windenergietechnik, und von extrem detaillierten kleinen Bauteilen für die Automobilindustrie ermöglicht werden soll.
PAM-DISTORTION wird eingesetzt, um Restspannungen und geometrische Verformungen (Spring-In, Verspannungen) zu berechnen, die im Verlauf des Fertigungsprozesses auftreten können. Das Programm berücksichtigt Dehnungen, die durch die Veränderung der Materialeigenschaften aufgrund der Phasenumwandlung während der Aushärtung erzeugt werden. PAM-DISTORTION erlaubt die Entwicklung von Empfehlungen für Prozessparameter, um den Verzug komplexer Verbundwerkstoffteile bereits im Entwicklungsprozess und vor dem Bau von Werkzeugen zu minimieren. Es wird außerdem eingesetzt, um basierend auf dem berechneten Verzug eine kompensierte Geometrie zu generieren. So kann die endgültige Bauteilgeometrie innerhalb der vorgegebenen Toleranz gehalten werden.
