Methode zur modellgetriebenen Konstruktion von Tiefziehwerkzeugen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens; Dr.-Ing. Stefan Kirschbaum, seit 4/2021
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233142092

Die Konstruktion von Tiefziehwerkzeugen erfolgt bereits seit Jahren mit Hilfe von 3D-CAD-Systemen, in die für das Erstellen von reinen Geometriedaten geeignete Modellierungstools integriert sind. Aufgrund der steigenden Produktvielfalt, -komplexität und des damit verbundenen Kostendrucks setzen die Unternehmen der blechverarbeitenden Industrie verstärkt parametrisch arbeitende 3D-CAD-Systeme ein. Diese erlauben die Produktlogik und das Konstruktionswissen direkt in die CAD-Modelle einzubinden sowie durch Parameter¬änderungen schnell neue Varianten zu erzeugen oder Modellmodifikationen durchzuführen.Der Aufbau eines vollständig parametrischen CAD-Modells ist jedoch mit einer genauen Planung und Modellierung von Parameterzusammenhängen in und zwischen den einzelnen Bauteilen sowie Baugruppen verbunden. Dieser zusätzliche Aufwand ist zwar lohnenswert, da eine spätere Änderung des CAD-Modells oder eine neue Variantenerzeugung sehr einfach ist, jedoch schrecken viele Konstrukteure aufgrund des hohen Zeit- und Kostendrucks davor zurück. In Folge dessen werden die Produktlogik sowie das Konstruktions¬wissen beispielsweise in Form von Formeln oder Regeln nachträglich in das CAD-Modell eingebunden, was sehr fehleranfällig ist und zur Modellinstabilität führen kann. Geeignete Methoden und Unterstützungs¬werkzeuge zur einfachen Modellierung parametrischer Zusammenhänge existieren nicht.Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Methode zur modellgetriebenen Konstruktion von Tiefziehwerkzeugen. Hauptbestandteil dieser Methode ist eine neu zu entwickelnde Grafische Modellierungs¬sprache für die Domäne der Konstruktion von Tiefziehwerkzeugen, mit der die Abbildung der Produktlogik und des Konstruktionswissens deutlich erleichtert wird. Aus den Modellen dieser Sprache können mittels Modelltransformationen parametrische CAD-Modelle generiert und durch Geometrie-modellierung in 3D-CAD-Systemen vervollständigt werden. Mit Hilfe der zu entwickelnden Methode wird dem Konstrukteur ein adäquates Werkzeug zur Modellierung nicht-geometrischer Informationen an die Hand gegeben. Parametrische Modelle werden handhabbar und ermöglichen eine tiefer gehende Analyse sowie Optimierung von Werkzeugmodellen. Zusätzlich werden durch die Grafische Sprache das Verständnis über den Werkzeugaufbau gesteigert und die Möglichkeit geschaffen, immer komplexere Modelle erstellen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. David Bauer, bis 4/2021