Platinenermittlung

Die Platine ist der Blechzuschnitt, aus dem das Bauteil entsteht. Ihre Form lässt sich nicht aus dem Fertigteil ablesen, sondern nur rückwärts aus dem Umformvorgang ermitteln. Und weil dieser Vorgang vom Zuschnitt abhängt, ist das Ergebnis immer iterativ.

Warum die Form nicht einfach abzuwickeln ist

Bei einem reinen Biegeteil lässt sich der Zuschnitt rechnerisch abwickeln: Die Flächen bleiben weitgehend unverändert, nur die Biegezonen verkürzen oder verlängern das Blech geringfügig.

Beim Tiefziehen gilt das nicht. Das Material fließt, staucht sich in Umfangsrichtung, dehnt sich in Ziehrichtung und dünnt örtlich unterschiedlich aus. Ein Punkt der Platine landet nicht dort im Bauteil, wo eine geometrische Abwicklung ihn hinlegen würde. Wohin er wandert, hängt davon ab, wie der Materialfluss insgesamt verläuft.

Die Platinenermittlung ist deshalb eng an die Prozessauslegung gekoppelt. In der Umformsimulation wird rückverfolgt, aus welchen Bereichen des Zuschnitts das Material stammt, das am Ende des Ziehhubs am Rand der Zusatzform liegt; daraus ergibt sich die Ausgangskontur.

Die Rückkopplung

Dabei beeinflusst der Platinenumriss seinerseits den Materialfluss: Ein breiterer Flansch erhöht die Reibung unter dem Niederhalter und bremst den Einzug, ein schmalerer erleichtert ihn.

In der Praxis wird der Zuschnitt daher schrittweise angenähert. Ausgehend von einer ersten Abschätzung oder Rückrechnung wird der Ziehvorgang simuliert, die Randkontur anhand des Einlaufs korrigiert und erneut gerechnet, bis Einlaufbild und Flanschüberstand passen.

Parallel dazu wird die Zusatzform abgestimmt: Jede Änderung am Verlauf der Ziehkante oder an den Ziehsicken wirkt auf den erforderlichen Zuschnitt zurück.

Was die Form mitbestimmt

• Materialausnutzung. Die Platine wird aus Coil oder Tafel geschnitten. Ihre Form entscheidet, wie dicht sich Zuschnitte schachteln lassen. Über eine Serienlaufzeit ist das eine erhebliche Kostengröße, und bei großen Teilen oft der größere Hebel als die Wahl des Werkstoffs.
• Art des Zuschnitts. Ein rechteckiger oder trapezförmiger Zuschnitt lässt sich direkt von der Rolle scheren und braucht kein eigenes Schneidwerkzeug. Eine formgeschnittene Platine nutzt das Material besser aus, kostet aber ein zusätzliches Werkzeug und eine weitere Operation. Die Entscheidung fällt über die Stückzahl.
• Prozessrobustheit. Etwas mehr Material im Flansch verbreitert das Prozessfenster, weil der Niederhalter länger greift. Zu viel führt dazu, dass der Flansch nicht vollständig einläuft.
• Lage im Werkzeug. Die Platine muss eindeutig und wiederholgenau eingelegt werden können. Ein symmetrischer Umriss ohne Vorzugslage ist dafür ungünstig und wird gelegentlich bewusst asymmetrisch angelegt.

Abgrenzung der Begriffe

Coil

Das aufgewickelte Band, in dem der Werkstoff angeliefert wird.

Tafel

Ein vom Coil abgelängtes, ebenes Blech in rechteckigem Format.

Platine

Der auf die ermittelte Form gebrachte Zuschnitt, der in die erste Operation eingelegt wird.

Wie der Umriss aus dem Rechenergebnis zurückgewonnen wird, behandelt die Schwesterseite tiefziehsimulation.de. Diese Seite befindet sich noch im Aufbau.