Die Tribologie von Profilwalzprozessen und deren numerische Abbildung

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Die Digitalisierung von Produktionsprozessen entwickelt sich kontinuierlich weiter und umfasst mittlerweile die Planung, Überwachung und Steuerung. Dieser Wandel wird durch globalen Wettbewerbsdruck, steigenden Variantenreichtum und kürzere Produktlebenszyklen vorangetrieben. Ziel ist eine umfassende digitale Abbildung der Produktion, um frühzeitig Fehler zu erkennen und zu beheben. Besonders in Prozessketten mit hohen Investitionskosten in Werkzeuge gibt es Potenziale zur Senkung der Stückkosten durch optimale Prozessauslegung und frühzeitige Fehlererkennung. Die Herstellung kaltumgeformter Verbindungselemente umfasst mehrere aufeinander aufbauende Fertigungsverfahren, darunter Zieh-, Verjüng- und Fließpressoperationen, gefolgt von einem Profilwalzvorgang. Um die qualitativen und wirtschaftlichen Anforderungen an das finale Bauteil sowie die gesamte Prozesskette zu gewährleisten, ist eine umfassende Auslegung notwendig. Diese erfolgt üblicherweise mithilfe der Finite-Elemente-Methode. In der vorliegenden Arbeit wurde das Profilwalzen einer abstrahierten Geometrie, die typischen Verbindungselementen entspricht, sowohl numerisch als auch experimentell untersucht. Das verifizierte Simulationsmodell ermöglicht eine präzise Vorhersage der geometrischen Eigenschaften. Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden die Grundlage für eine durchgängige simulativ abgebildete kaltmassivumformende Prozesskette zur Herstellung von Verbindungselement