mikromal – Sonderforschungsbereich 747 „Mikrokaltumformen“ der Universität Bremen

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Mikrokaltumformen?

Computersimulation

Um neue Bauteile zu entwickeln, wird heutzutage oft auf das Mittel der Computersimulation (FEM) zurückgegriffen. Damit kann schon vorab ermittelt werden, wie das Bauteil ungefähr gestaltet werden muss, bevor es in die tatsächliche Herstellung geht. Gründe für die Simulation sind die Zeit- und Geldersparnisse.

Im Prinzip kann ein Simulationsverfahren auf alle Bauteile übertragen werden, somit auch auf Mikro-Bauteile. Allerdings kommen die üblichen Rechenmethoden hier an ihre Grenzen. Der Grund dafür sind besondere Materialeigenschaften von Metallen bei Mikrobauteilen. Im Kleinen sind Metalle nämlich sehr unregelmäßig, und diese Unregelmäßigkeiten (die "Körner"), die sonst nicht so ins Gewicht fallen, spielen auf einmal eine entscheidende Rolle, wenn die Bauteile so klein sind, dass nur noch wenige Körner hineinpassen. Eine normale Computersimulation kann diese Unregelmäßigkeiten nicht berechnen, und so kann es sein, dass das Ergebnis der Simulation falsch ist, nur weil das Bauteil so klein ist.

Wenn trotzdem vor dem richtigen Herstellprozess eine Computersimulationen durchgeführt werden soll - die auch vor Problemen im Mikrobereich warnt - muss dem Computer beigebracht werden, wie er auf die Unregelmäßigkeiten zu achten hat. Das ist gar nicht so einfach, denn dazu musste bislang dieselbe Rechnung sehr, sehr oft wiederholt werden und war somit zeitaufwändig. Deswegen versuchen wir, eine etwas schwierigere Rechenmethode zu entwickeln, mit der die Unregelmäßigkeiten berechnet werden können und bei der die Zeit zur Berechnung, im Gegensatz zur üblichen Rechenmethode, viel geringer ist.

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