DE102018001832A1

DE102018001832A1 - Method for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component

Info

Publication number: DE102018001832A1
Application number: DE102018001832.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Ohnimus
Original assignee: Inpro Innovationsgesellschaft fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
Current assignee: Inpro Innovationsgesellschaft fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines maßhaltigen Bauteils wie eines Kfz-Bauteils, wobei das Bauteil mindestens ein Bauelement aus Kunststoff und/oder mindestens ein metallisches Bauelement aufweist und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:a) Vorsehen von Werkzeuggeometriedaten von für das Spritzgießen und/oder das Umformen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie von zulässigen Toleranzen dieser nominellen Geometriedaten des Bauteils,b) Simulieren der Prozessschritte des Spritzgießens und/oder des Umformens unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten und Berechnen der danach zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils,c) Simulieren einer individuellen Einspannung des im Verfahrensschritt b) virtuell entstehenden Bauteils in einer virtuellen Einspannvorrichtung und virtuelles Vermessen des virtuell eingespannten Bauteils mittels die individuelles Einspannung definierender Computeralgorithmen,d) Überprüfen, ob die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen,e) solange im Verfahrensschritt d) festgestellt worden ist, dass die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils nicht im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, iteratives Verändern der Werkzeuggeometriedaten und Erzeugen von korrigierten Werkzeuggeometriedaten und anschließendes Durchführen der Verfahrensschritte b) bis d) unter Verwendung der korrigierten Werkzeuggeometriedaten, bis die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, undf) Fertigen des maßhaltigen Bauteils mit dem mindestens einen Bauelement aus Kunststoff und/oder mit dem mindestens einen metallischen Bauelement.The invention relates to a method for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component, wherein the component comprises at least one plastic component and / or at least one metallic component and wherein the method comprises the following steps: a) providing tool geometry data for injection molding and b) simulating the injection molding and / or forming processes using the tool geometry data and calculating the subsequently expected geometric data of the component, c) simulating the component geometry data and permissible tolerances of that component nominal geometry data; c ) Simulating an individual clamping of the component virtually produced in method step b) in a virtual clamping device and virtual measuring of the virtually clamped component by means of the individual clamping of defining computer algorithms, d) checking whether the e) as long as it has been determined in method step d) that the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component is not within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component Component, iteratively changing the tool geometry data and generating corrected tool geometry data and then performing the method steps b) to d) using the corrected tool geometry data until the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component lie within the allowable tolerance range of the nominal geometry data of the component, andf) producing the dimensionally stable component with the at least one component made of plastic and / or with the at least one metallic component.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt im Bereich der Bestimmung und Optimierung von Bearbeitungsschritten bei der Fertigung maßhaltiger Bauteilen wie Kfz-Bauteile, die mindestens ein Bauelement aus Kunststoff und/oder mindestens ein metallisches Bauelement aufweisen. Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein computer-implementiertes Verfahren, ein Datenverarbeitungsgerät, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium. Bestimmte Ausführungsformen dienen der Bestimmung eines Modells einer Geometrie einer Spritzgieß- und/oder Umformstufe in einem Computer Aided Design (CAD)-System.The present invention is in the field of determination and optimization of processing steps in the production of dimensionally stable components such as automotive components, which have at least one component made of plastic and / or at least one metallic component. The invention also relates to a computer-implemented method, a data processing device, a computer program and a computer-readable medium. Certain embodiments serve to determine a model of a geometry of an injection molding and / or forming stage in a Computer Aided Design (CAD) system.

Aus der WO 2006/018090 ist ein Verfahren zum Herstellen eines zunächst umgeformten und anschließend unter Wärmeeinwirkung oberflächenbehandelten Bauteils einer Kfz-Karosserie bekannt, bei dem wenigstens ein metallisches Bauelement vorgesehen ist und das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

a) Vorsehen von Werkzeuggeometriedaten von für das Umformen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie zulässigen Toleranzen dieser nominellen Geometriedaten des Bauteils,
b) Simulieren der Prozessschritte des Umformens unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten und Berechnen der danach zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils,
c) Überprüfen, ob die zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen,
d) solange im Schritt c) festgestellt worden ist, dass die zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils nicht im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, iteratives Verändern der Werkzeuggeometriedaten und Erzeugen von korrigierten Werkzeuggeometriedaten und anschließendes erneutes Durchführen der Schritte b) und c) unter Verwendung der korrigierten Werkzeuggeometriedaten,
e) Simulieren der Prozessschritte des Oberflächenbehandelns unter Wärmeeinwirkung und Berechnen der danach zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils,
f) Überprüfen, ob die zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen,
g) solange im Schritt f) festgestellt wird, dass die zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils nicht zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, Verändern der nominellen Geometriedaten des Bauteils und anschließend erneutes Durchführen der Schritte b) bis f) unter Verwendung der korrigierten Geometriedaten des Bauteils anstelle der nominellen Geometriedaten des Bauteils,
h) Beginnen mit einer Fertigung des Bauteils unter Verwendung der korrigierten Geometriedaten des Bauteils und der korrigierten Werkzeuggeometriedaten.

From the WO 2006/018090 is a method for producing a first deformed and then surface-treated under heat component of a motor vehicle body, in which at least one metallic component is provided and which comprises the following method steps:

a) providing tool geometry data of tools to be used for forming, nominal geometry data of the component and allowable tolerances of these nominal component geometry data,
b) simulating the process steps of forming using the tool geometry data and calculating the subsequently expected geometric data of the component,
c) checking whether the expected geometric data of the component lie within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component,
d) as long as it has been determined in step c) that the expected geometric data of the component are not within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component, iteratively changing the Werkzeuggeometriedaten and generating corrected Werkzeuggeometriedaten and then re-performing steps b) and c) under Using the corrected tool geometry data,
e) simulating the process steps of the surface treatment under the action of heat and calculating the subsequently expected geometric data of the component,
f) checking whether the expected geometric data of the component lie within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component,
g) as long as it is determined in step f) that the expected geometric data of the component are not permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component, changing the nominal geometric data of the component and then again performing steps b) to f) using the corrected geometry data of the component Component instead of the nominal geometry data of the component,
h) Starting to manufacture the component using the corrected geometry data of the component and the corrected tool geometry data.

In der WO 2005/024671 A1 wird weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung eines Geometrieobjektes zur Modellierung einer Geometrie einer Blech-Umformstufe in einem Computer-Aided Design (CAD)-System beschrieben, bei dem ein Operator bestimmt wird, der ein erstes Geometriemodell mit einem zweiten Geometriemodell verknüpft. Der Verknüpfung ist ein Verfahren zur physikalischen Modellierung eines Bearbeitungsprozesses zugeordnet, der eine Umformstufe aus einem entsprechenden ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt. Bei Änderung des ersten Geometriemodells wird das zweite Geometriemodell entsprechend der physikalischen Modellierung automatisch nachgeführt. Dadurch wird die physikalische Modellierung von Umformschritten in die statische Modelwelt eines CAD-Systems integriert.In the WO 2005/024671 A1 Furthermore, a method for determining a geometry object for modeling a geometry of a sheet metal forming stage in a computer-aided design (CAD) system is described, in which an operator is determined, which links a first geometry model with a second geometry model. The link is assigned a method for the physical modeling of a machining process, which converts a deformation stage from a corresponding first state into a second state. When modifying the first geometry model, the second geometry model is updated automatically according to the physical modeling. This integrates the physical modeling of forming steps into the static model world of a CAD system.

Ein etabliertes Herstellungsverfahren für thermoplastische Kunststoffe ist das Spritzgussverfahren. Hierzu werden Werkzeuge hergestellt, indem metallische Körper mittels Fräs- bzw. Erosionsverfahren ausgehöhlt werden. Dabei werden Hohlräume geschaffen, die sogenannten Kavitäten. Aus mehreren metallischen Einzelkörpern wird eine geschlossene Gesamtkavität erzeugt, die in einer Spritzgussmaschine mit einer erhitzten Kunststoffmasse unter Druck gefüllt wird. Das gesamte Werkzeug wird üblicherweise gekühlt, so dass nach einer vorgegebenen Zeit das Werkzeug geöffnet und das dann erstarrte Bauteil entnommen werden kann. Während des Abkühlungsprozesses verzieht sich das Bauteil, so dass die fertigen Bauteile nicht mehr der Form der Kavität entsprechen. Um diesen Verzug entgegenzuwirken, werden in der Prozesssteuerung verschiedenen Methoden angewendet. Letztendlich kann je nach Qualitätsanforderung häufig ein nicht maßhaltiges Bauteil im ersten Schritt erzielt werden.An established manufacturing process for thermoplastics is the injection molding process. For this purpose, tools are made by hollowing out metallic bodies by means of milling or erosion processes. This creates cavities, the so-called cavities. From a plurality of metallic individual bodies, a closed total cavity is produced, which is filled in an injection molding machine with a heated plastic compound under pressure. The entire tool is usually cooled, so that after a predetermined time the tool can be opened and the then solidified component can be removed. During the cooling process, the component warps, so that the finished components no longer correspond to the shape of the cavity. To counteract this delay, various methods are used in process control. Ultimately, depending on the quality requirements, it is often possible to achieve a non-dimensionally stable component in the first step.

Der aktuelle Stand des Vorgehens ist, dass nach Herstellung eines ersten Werkzeuges Bauteile hergestellt werden und die Maßabweichung von der vorgegebenen Bauteilgeometrie bestimmt wird. Die Maßabweichung wird üblicherweise in einer Messaufnahme bzw. Spannvorrichtung analysiert. Ist die Maßabweichung zu groß, werden die Werkzeuge überarbeitet, d.h. es werden ggf. neue Werkzeuge mit geänderten Kavitäten hergestellt. Dabei wird das Ziel verfolgt ein Werkzeug zu erhalten, dessen Kavität zwar nicht mehr der Geometrie des zu produzierenden Bauteils entspricht, das aber dazu führt, dass in den gegebenen Toleranzen maßhaltige Bauteile erzeugt werden können. Dieser iterative Einarbeitungsprozess wird ggf. mehrfach durchgeführt und ist sehr zeit- und kostenaufwändig. Je nach Komplexität des Werkzeuges kann es sich dabei um mehrere Wochen handeln, wobei sehr hohe Kosten je Iterationsschleife verursacht werden.The current state of the procedure is that after production of a first tool components are manufactured and the dimensional deviation is determined by the given component geometry. The dimensional deviation is usually analyzed in a measuring fixture or clamping device. If the dimensional deviation is too great, the tools are reworked, ie new tools with changed cavities may be produced. The aim is to obtain a tool whose cavity no longer corresponds to the geometry of the component to be produced, but which leads to that dimensionally stable components can be produced in the given tolerances. This iterative incorporation process may be repeated several times and is very time consuming and costly. Depending on the complexity of the tool, this can take several weeks, with very high costs per iteration loop being caused.

Wie aus der WO 2005/024671 A1 als bekannt hervorgeht, gilt entsprechendes für Blechumformteile, die in der Regel durch Tiefziehen hergestellt werden. Das Halbzeug, die sogenannten Blechplatinen (Platinen), werden zu diesem Zweck in mehrteilige Umformwerkzeuge gelegt. Mittels Pressen, in denen die Umformwerkzeuge eingespannt sind, werden die Teile geformt. Die Teile werden in der Regel über mehrere Umformstufen durch Bearbeitungsschritte wie Ziehen, Nachschlagen, Einstellen usw. kombiniert mit Beschneidschritten, aus einer flachen Blechplatine hergestellt. Bei der Auslegung der Werkzeuge für eine Umformstufe geht es u.a. darum, die entsprechend vorbereitete Bauteilgeometrie konstruktionsmäßig so zu ergänzen, dass daraus eine Werkzeuggeometrie entsteht, mit welcher die vorgegebene Bauteilgeometrie maßhaltig gefertigt werden kann. Das Dimensionieren und Einstellen dieser konstruktionsmäßigen Ergänzungen der vorgegebenen Bauteilgeometrie stellt ein Zeitproblem dar. Nicht selten vergehen mehrere Monate, bis ein Werkzeug zufriedenstellend funktioniert. Häufig handelt es sich um einen iterativen Prozess, der mit viel Ausschussteilen, Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden ist.Like from the WO 2005/024671 A1 as is known, the same applies to sheet metal formed parts, which are usually produced by deep drawing. The semi-finished products, the so-called sheet metal blanks (blanks) are placed for this purpose in multi-part forming tools. By means of presses, in which the forming tools are clamped, the parts are formed. The parts are usually made through several forming stages by machining steps such as drawing, looking up, adjusting, etc. combined with trimming steps, from a flat sheet metal blank. The design of the tools for a forming stage involves, among other things, structurally supplementing the correspondingly prepared component geometry in such a way that it results in a tool geometry with which the predetermined component geometry can be produced dimensionally stable. The dimensioning and setting of these structural additions of the given component geometry is a time problem. Not infrequently, several months pass until a tool works satisfactorily. It is often an iterative process involving a lot of waste, energy and resource consumption.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese iterative Einarbeitung mittels computergestützter Simulation zu analysieren, um die Anzahl der Iterationen zu senken oder langfristig ganz abzuschaffen.The aim of the present invention is to analyze this iterative incorporation by means of computer-aided simulation, in order to reduce the number of iterations or to completely abolish them in the long term.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Fertigen eines maßhaltigen Bauteils wie eines Kfz-Baubauteils, das mindestens ein Bauelement aus Kunststoff und/oder mindestens ein metallisches Bauelement aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen:

a) Vorsehen von Werkzeuggeometriedaten von für das Spritzgießen und/oder das Umformen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie von zulässigen Toleranzen dieser nominellen Geometriedaten des Bauteils,
b) Simulieren der Prozessschritte des Spritzgießens und/oder des Umformens unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten und Berechnen der danach zu erwartenden Geometriedaten des Bauteils,
c) Simulieren einer individuellen Einspannung des im Verfahrensschritt b) virtuell entstehenden Bauteils in einer virtuellen Messaufnahme (virtuellen Einspannvorrichtung) und virtuelles Vermessen des virtuell eingespannten Bauteils mittels die individuelle Einspannung definierender Computeralgorithmen,
d) Überprüfen, ob die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen,
e) solange im Verfahrensschritt d) festgestellt worden ist, dass die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils nicht im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, iteratives Verändern der Werkzeuggeometriedaten und Erzeugen von korrigierten Werkzeuggeometriedaten und anschließendes Durchführen der Verfahrensschritte b) bis d) unter Verwendung der korrigierten Werkzeuggeometriedaten, bis die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenen Bauteils im zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen und in der virtuellen Messaufnahme ein maßhaltiges Bauteil identifiziert wird,
f) Fertigen des maßhaltigen Bauteils mit dem mindestens einen Bauelement aus Kunststoff und/oder mit dem mindestens einen metallischen Bauelement.

According to the present invention, a method for manufacturing a dimensionally stable component, such as a motor vehicle structural component, comprising at least one plastic component and / or at least one metallic component is proposed with the following method steps:

a) providing tool geometry data of tools to be used for injection molding and / or forming, nominal component geometric data, and allowable tolerances of these nominal component geometry data;
b) simulating the process steps of the injection molding and / or the forming using the tool geometry data and calculating the subsequently expected geometric data of the component,
c) simulating an individual clamping of the component that arises virtually in method step b) in a virtual measuring fixture (virtual clamping device) and virtual measuring of the virtually clamped component by means of computer algorithms defining the individual clamping
d) checking whether the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component lie within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component,
e) as long as it has been determined in method step d) that the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component are not within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component, iteratively changing the tool geometry data and generating corrected tool geometry data and then performing the method steps b) to d) using the corrected tool geometry data until the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measured component lie within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component and a dimensionally stable component is identified in the virtual measurement receiver,
f) Finishing the dimensionally stable component with the at least one component made of plastic and / or with the at least one metallic component.

Der Spritzgussprozess und dessen Verzug werden bevorzugt mittels einer geeigneten Simulationssoftware wie z.B. Moldflow berechnet und das entstehende virtuelle Bauteil wird in einer virtuellen Messaufnahme eingespannt und mittels Computeralgorithmen vermessen. Der virtuelle Spannprozess ist dem des realen Spannprozesses möglichste ähnlich zu gestalten. Die dann verbleibende Formabweichung wird auf die Kavität in negativer Form übertragen, die sogenannte Kompensation der Formabweichung. Damit wird eine neue Kavität berechnet und der Simulationszyklus kann von vorn beginnen. Innerhalb der Simulation wird diese Iterationsschleife so häufig wiederholt, bis in der virtuellen Messaufnahme (virtuellen Einspannvorrichtung) ein maßhaltiges Bauteil identifiziert wird.The injection molding process and its distortion are preferably carried out by means of suitable simulation software, such as e.g. Moldflow calculates and the resulting virtual component is clamped in a virtual measurement recording and measured by means of computer algorithms. The virtual clamping process is designed to be as similar as possible to that of the real clamping process. The remaining shape deviation then transferred to the cavity in negative form, the so-called compensation of the shape deviation. This will calculate a new cavity and start the simulation cycle from scratch. Within the simulation, this iteration loop is repeated so often until a dimensionally stable component is identified in the virtual measurement fixture (virtual fixture).

Der virtuelle Spannprozess wird dem realen Spannprozess entsprechend gestaltet.The virtual clamping process is designed according to the real clamping process.

Die realen und die simulierten Prozessschritte des Umformens beinhalten eine oder mehrere der folgenden Bearbeitungsverfahrensarten: Tiefziehen, Nachschlagen, Abkanten, Fügen, Vorbördeln, Fertigbördeln.The real and simulated process steps of forming include one or more of the following processing techniques: deep drawing, look-up, folding, joining, pre-flanging, finish flanging.

Die realen und die simulierten Prozessschritte des Spritzgießens beinhalten eine oder mehrere der folgenden Bearbeitungsverfahrensarten: Spritzgießen von Bauteilen, Anspritzen, Umspritzen und Hinterspritzen von Bauelementen der Bauteile, Einspritzen in Kavitäten von Bauelementen der Bauteile.The real and simulated process steps of injection molding include one or more the following types of processing: injection molding of components, injection molding, encapsulation and injection molding of component components, injection into cavities of component components.

Die Berücksichtigung der Einspannung in einer Simulationsumgebung ist, neuartig, da. üblicherweise Bauteile ohne Einspannung bewertet werden, was jedoch unnötig große Kompensationen bedingt. Um das zu vermeiden, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Kompensation auf Grundlage einer Formabweichung in einer Messaufnahme bzw. Einspannvorrichtung bewertet.The consideration of the clamping in a simulation environment is, new, because. Usually components are rated without clamping, which, however, requires unnecessarily large compensations. In order to avoid this, according to the present invention, the compensation is evaluated on the basis of a shape deviation in a measuring fixture or fixture.

Vorzugsweise werden im Verfahrensschritt c) eine Referenzgeometrie des Bauteils in Form einer vernetzten CAD-Konstruktion und das aktuelle Bauteil, das sich in Folge des simulierten Spritzgießens und/oder des simulierten Blechumformens jeweils mit allen Folgeoperationen ergibt, in ein Programm zur individuellen Einspannung des Bauteils eingelesen, und auf der Referenzgeometrie Punkte und/oder Flächen, an denen das Bauteil eingespannt werden soll, eingelesen und in einer digitalen Liste der Spannbedingungen vermerkt, in der neben der geometrischen Lage der Punkte und/oder Flächen auch die Wirkrichtungen und die Art der Spannweise angegeben werden.Preferably, in method step c), a reference geometry of the component in the form of a networked CAD design and the current component resulting from simulated injection molding and / or simulated sheet metal forming with all subsequent operations are read into a program for individual clamping of the component , and on the reference geometry points and / or surfaces on which the component is to be clamped, read and noted in a digital list of clamping conditions, in addition to the geometric position of the points and / or surfaces also indicated the directions of action and the type of Spannweise become.

Als Spannweisen können Anschläge, Spanner, Rund- und Langlöcher sowie weitere Spann- und Justierungsmethoden eingesetzt werden.As clamping methods, stops, clamps, round and long holes as well as other clamping and adjustment methods can be used.

Bevorzugt werden im Verfahrensschritt c) als Dateien die Referenzgeometrie, die aktuelle Geometrie und die Liste der Spannbedingungen von einem Programm in der Form bearbeitet, dass die Spann- und Lagerbedingungen virtuell abgebildet, einem Struktursimulationsprogramm wie Abaqus, LS-Dyna, Nastran oder PamCrash übergeben und die Verformung nach Einspannung sowie die Kräfte für die Verformung berechnet werden.In process step c), the reference geometry, the current geometry and the list of clamping conditions are preferably processed by a program in the form that the clamping and storage conditions are virtually transferred to a structure simulation program such as Abaqus, LS-Dyna, Nastran or PamCrash and the deformation after clamping and the forces for the deformation are calculated.

Gemäß Verfahrensschritt d) werden in einem Folgeprogramm die Ergebnisse ausgewertet und je nach Toleranzanforderungen, die der Anwender vorgeben muss, Einträge aus der Liste der Spann- und Lagerbedingungen gelöscht, wenn die Kräfte hier eine zulässige Kraft überschreiten. Werden aus der Liste der Spann- und Lagerbedingungen Einträge gelöscht, muss die Struktursimulation gemäß Verfahrensschritt e) wiederholt werden, bis ein Spannsituation eintritt, bei der Spannkräfte berechnet werden, die unterhalb der maximal vom Anwender gegeben Kräften liegt, womit eine zulässige Einspannung und Lagerung erzielt ist. Die verbleibende Formabweichung wird jeweils in Richtung der Normalen auf das Referenzbauteil bestimmt. Der Abstand wird für das gesamte Bauteil bestimmt. An den Lager- und Spannpunkten und -flächen wird folgerichtig keine Formabweichung vorliegen, vorbehaltlich, dass keine Vorhaltemaße an den Spann- und Lagerpunkten bestehen. Das gesamte Formabweichungsfeld kann nun in negativer Richtung auf die Werkzeuggeometrie übertragen werden.In accordance with method step d), the results are evaluated in a follow-up program and entries in the list of clamping and storage conditions are deleted, depending on the tolerance requirements which the user must specify, if the forces exceed a permissible force. If entries are deleted from the list of clamping and storage conditions, the structure simulation must be repeated in accordance with method step e) until a clamping situation occurs in which the clamping forces are calculated which are below the maximum forces given by the user, with the result that a permissible clamping and storage is achieved is. The remaining shape deviation is determined in each case in the direction of the normal to the reference component. The distance is determined for the entire component. Logically, there will be no deviation in shape at the bearing and clamping points and surfaces, subject to the fact that there are no bearing dimensions at the clamping and bearing points. The entire shape deviation field can now be transferred in the negative direction to the tool geometry.

Vorzugsweise wird das Formabweichungsfeld mit einem Faktor 1 oder kleiner 1 (z.B. 0.5) multipliziert werden, um eine Oszillation zu vermeiden.Preferably, the shape deviation field becomes one factor 1 or less than 1 (eg 0.5) to avoid oscillation.

Der gesamte Verfahrensablauf, bestehend aus Formgebungssimulation mit den ggf. kompensierten Werkzeugen, Simulation der Einspannung, Berechnung der Formabweichung und Übertrag der negativen ggf. skalierten Formabweichung auf die Geometrie der Werkzeuge, wird gemäß Verfahrensschritt e) solange durchgeführt, bis alle Spann- und Lagerkräfte und die Formabweichung innerhalb der von Anwender gegeben Toleranz liegen. Anschließend erfolgt gemäß Verfahrensschritt f) das Fertigen des maßhaltigen Bauteils mit dem mindestens einen Bauelement aus Kunststoff und/oder mit dem mindestens einen metallischen Bauelement.The entire process sequence, consisting of shaping simulation with the possibly compensated tools, simulation of the clamping, calculation of the shape deviation and carry the negative possibly scaled shape deviation on the geometry of the tools is performed according to step e) until all clamping and bearing forces and the shape deviation is within the tolerance given by the user. Subsequently, in accordance with method step f), the dimensionally stable component is finished with the at least one component made of plastic and / or with the at least one metallic component.

Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich dadurch als vorteilhaft, dass nach dem geometrischen Verzug der Bauteile infolge des jeweiligen Herstellungsverfahrens eine virtuelle Einspannung vorgenommen wird. Dadurch wird erreicht, dass Verformungen, die ohne großen Kraftaufwand in die Ziel- bzw. Soll-Lage gedrückt werden können, nicht korrigiert werden müssen. Es verbleiben Formabweichungen, die jeweils nach Maßhaltigkeitskriterien, die vom Anwender vorgegeben werden, kompensiert werden müssen.The inventive method proves to be advantageous in that after the geometric distortion of the components as a result of the respective manufacturing process, a virtual clamping is made. This ensures that deformations that can be pressed without much effort in the target or target position, need not be corrected. There remain form deviations, which must be compensated according to Maßhaltigkeitskriterien that are specified by the user.

Die sich durch den Fertigungsprozess ergebenden Verzugsformen des Bauteils können durch eine Einspannung des letzteren, die eine Beschränkung der Spannkräfte ermöglicht, einfach zurückgedrängt werden. Irrelevante Verzugsmoden werden zurückgedrückt und die Kompensationsiteration erfolgt immer nur in Bezug auf die Einspannvorrichtung, so dass sich eine Werkzeuggeometrie erzeugen lässt, die signifikant maßhaltiger ist, als bei der bisher üblichen Vorgehensweise. Die Überprüfung der Formabweichung des in einer Messaufnahme bzw. Einspanneinrichtung virtuell eingespannten Bauteils hilft unnötig aufwendige Kompensationsmaßnahmen zu vermeiden und somit beträchtlichen Zeitaufwand und entsprechende Kosten zu ersparen.The distortion of the component resulting from the manufacturing process can be easily suppressed by a clamping of the latter, which allows a restriction of the clamping forces. Irrelevant drafting modes are pushed back and the compensation iteration always takes place only in relation to the clamping device, so that it is possible to produce a tool geometry which is significantly more dimensionally stable than in the previously customary procedure. The check of the shape deviation of the component clamped virtually in a measuring fixture or clamping device helps to avoid unnecessarily complex compensation measures and thus to save considerable time and corresponding costs.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computer-implementiertes Verfahren umfassend die Verfahrensschritte a) bis e) gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.According to another aspect of the present invention, a computer-implemented method comprising the Method steps a) to e) provided according to claim 1.

Ferner wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Datenverarbeitungsgerät bereitgestellt, umfassend Mittel zum Ausführen der Verfahrensschritte a) bis e) gemäß Anspruch 1, und Mittel zum Veranlassen von Verfahrensschritt f) gemäß Anspruch 1.Furthermore, according to a further aspect of the present invention, a data processing device is provided, comprising means for carrying out the method steps a) to e) according to claim 1, and means for initiating method step f) according to claim 1.

Außerdem wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, umfassend Instruktionen, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, diesen veranlassen, zumindest die Verfahrensschritte a) bis e) gemäß Anspruch 1 auszuführen sowie den Verfahrensschritt f) gemäß Anspruch 1 zu veranlassen.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a computer program comprising instructions which, when executed by a computer, cause it to execute at least steps a) to e) of claim 1 and step f) of claim 1 to induce.

Weiterhin wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein computerlesbares Medium bereitgestellt, umfassend Instruktionen, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, einen Computer veranlassen die Verfahrensschritte a) bis e) gemäß Anspruch 1 auszuführen. Nach einer Ausführungsform umfasst das computerlesbare Medium Instruktionen, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Computer veranlassen, den Verfahrensschritt f) gemäß Anspruch 1 zu veranlassen.Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable medium comprising instructions that, when executed by a processor, cause a computer to perform method steps a) to e) according to claim 1. In one embodiment, the computer-readable medium includes instructions that, when executed by the processor, cause the computer to initiate method step f) of claim 1.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen:

1 ein Fließbild des Verfahrensablaufs einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ein Fließbild des Verfahrensablaufs einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
3 ein Fließbild des Verfahrensablaufs einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

The present invention will now be explained with reference to the drawings. In these show:

1 a flow chart of the process flow of an embodiment of the present invention.
2 a flow chart of the process flow of another embodiment of the present invention and
3 a flow chart of the process flow of another embodiment of the present invention.

1 zeigt ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fertigen eines maßhaltigen Bauteils wie eines Kfz-Bauteils, das mindestens ein Bauelement aus Kunststoff aufweist. 1 shows a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component, which has at least one component made of plastic.

Hierzu werden in einem durch Block A symbolisierten CAD-Programm Werkzeuggeometriedaten von für das Spritzgießen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie von zulässigen Toleranzen dieser Geometriedaten des Bauteils vorgesehen.This will be done in a block A symbolized CAD program tool geometry data of tools to be used for injection molding, provided by nominal geometry data of the component as well as allowable tolerances of this geometry data of the component.

Gemäß einem durch Block B symbolisierten Spritzguss-Simulationsprogramm werden dann die Prozessschritte des Spritzgießens des Bauteils unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten aus Block A simuliert und gemäß Block C die danach zu erwartenden Geometriedaten des verzogenen Bauteils berechnet.As per a block B symbolized injection molding simulation program are then the process steps of injection molding of the component using the tool geometry data from block A simulated and according to block C calculates the expected geometry data of the warped component.

Mittels eines durch Block D symbolisierten Programms zur individuellen Einspannung des Bauteils oder von Baugruppen wird eine individuelle Einspannung des gemäß Block C virtuell entstandenen verzogenes Bauteils in einer virtuellen Messaufnahme (virtuellen Einspannvorrichtung) simuliert und das virtuelle eingespannte verzogene Bauteils mittels durch Block E symbolisierte Algorithmen, die dem durch Block D symbolisierten Computerprogramm eingegeben werden und die einen individuellen Einspannzustand definieren, virtuell vermessen.By means of a block D symbolized program for individual clamping of the component or assemblies is an individual clamping of the block C virtually distorted component simulated in a virtual measuring fixture (virtual clamping device) and the virtual clamped distorted component by means of block e symbolized algorithms that by block D symbolized computer program are entered and define an individual clamping state, virtually measured.

Nachfolgend wird mittels eines durch Block F symbolisierten Programms zur Bewertung der Maßhaltigkeit des Bauteils gemäß Block G überprüft, ob die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im gemäß Block A vorgesehenen zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen.The following is by means of a block F symbolized program for evaluating the dimensional accuracy of the component according to block G Checks whether the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component in accordance with block A provided allowable tolerance range of the nominal geometry data of the component.

Solange bei der Prüfung der Maßhaltigkeit des Bauteils gemäß Block G festgestellt wird, dass die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils nicht im zulässigen Toleranzbereich der gemäß Block A vorgesehenen nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, erfolgt mittels eines durch Block H symbolisierten Programms zur Übertragung der Formabweichung auf die Werkzeuge des Spritzguss-Simulationsprogramms ein iteratives Verändern der Werkzeuggeometriedaten und Erzeugen von korrigierten Werkzeuggeometrie sowie ein anschließendes Durchführen der Verfahrensschritte gemäß Block B bis Block G, bis die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im gemäß Block A vorgesehenen zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen.As long as the dimensional accuracy of the component according to block G it is determined that the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component is not within the permissible tolerance range of the block according to A provided nominal geometric data of the component is carried out by means of a block H symbolized program for transferring the shape deviation on the tools of the injection molding simulation program an iterative changing the Werkzeuggeometriedaten and generating corrected tool geometry and then performing the method steps according to block B until block G , until the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component in accordance with block A provided allowable tolerance range of the nominal geometry data of the component.

Die Iteration der Werkzeugkompensation wird dann beendet und die Fertigung des maßhaltigen Bauteils mit dem mindestens einen Bauelement aus Kunststoff gemäß Block I begonnen.The iteration of the tool compensation is then terminated and the production of dimensionally stable component with the at least one component made of plastic according to block I began.

2 zeigt ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fertigen eines maßhaltigen Bauteils wie eines Kfz-Bauteils, das mindestens ein metallisches Bauelement aufweist. 2 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component having at least one metallic component.

Hierzu werden in einem durch Block J symbolisierten CAD-Programm Werkzeuggeometriedaten von für das Umformen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie von zulässigen Toleranzen dieser Geometriedaten des Bauteils vorgesehen.This will be done in a block J Symbolized CAD program tool geometry data of tools to be used for forming, provided by nominal geometry data of the component and permissible tolerances of this geometry data of the component.

Gemäß einem durch Block K symbolisierten Umform-Simulationsprogramm werden dann die Prozessschritte des Umformens des Bauteils unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten aus Block J simuliert und dann gemäß Block L die zu erwartenden Geometriedaten (Netzdaten) des zurückgefederten Bauteils berechnet.As per a block K symbolized forming simulation program then become the Process steps of forming the part using the tool geometry data from block J simulated and then according to block L Calculates the expected geometry data (network data) of the spring-back component.

Mittels eines durch Block M symbolisierten Programms zur individuellen Einspannung des Bauteils oder von Baugruppen wird eine individuelle Einspannung des gemäß Block K virtuell umgeformten rückfederndes Bauteils in einer virtuellen Messaufnahme (virtuellen Einspannvorrichtung) simuliert und das virtuelle eingespannte umgeformte Bauteil mittels durch Block N symbolisierte Algorithmen, die dem durch Block M symbolisierten Computerprogramms eingegeben werden und die einen individuellen Einspannzustand definieren, virtuell vermessen.By means of a block M symbolized program for individual clamping of the component or assemblies is an individual clamping of the block K virtually reshaped spring-back component in a virtual measuring fixture (virtual jig) simulated and the virtual clamped formed component by means of block N symbolized algorithms that by block M symbolized computer program and define an individual clamping state, virtually measured.

Nachfolgend wird mittels eines durch Block O symbolisierten Programms zur Bewertung der Maßhaltigkeit des Bauteils gemäß Block O überprüft, ob die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im gemäß Block J vorgesehenen zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen.The following is by means of a block O symbolized program for evaluating the dimensional accuracy of the component according to block O Checks whether the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component in accordance with block J provided allowable tolerance range of the nominal geometry data of the component.

Solange bei der Prüfung der Maßhaltigkeit des Bauteils gemäß Block P festgestellt wird, dass die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils nicht im zulässigen Toleranzbereich der gemäß Block J vorgesehenen nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen, erfolgt mittels eines durch Block Q symbolisierten Programms zur Übertragung der Formabweichung auf die Werkzeuge des durch Block K symbolisierten Umform-Simulationsprogramms ein iteratives Verändern der Werkzeuggeometriedaten und Erzeugen einer korrigierten Werkzeuggeometrie sowie ein anschließendes Durchführen der Verfahrensschritte gemäß Block K bis Block P, bis die zu erwartenden Geometriedaten des virtuell eingespannten und virtuell vermessenden Bauteils im gemäß Block J vorgesehenen zulässigen Toleranzbereich der nominellen Geometriedaten des Bauteils liegen.As long as the dimensional accuracy of the component according to block P it is determined that the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component is not within the permissible tolerance range of the block according to J provided nominal geometric data of the component is carried out by means of a block Q symbolized program for transferring the form deviation to the tools of the block K symbolized forming simulation program an iterative changing the Werkzeuggeometriedaten and generating a corrected tool geometry and then performing the method steps according to block K until block P , until the expected geometry data of the virtually clamped and virtually measuring component in accordance with block J provided allowable tolerance range of the nominal geometry data of the component.

Die Iteration der Werkzeugkompensation wird dann beendet und die Fertigung des maßhaltigen Bauteils mit dem mindestens einen metallischen Bauelement gemäß Block R begonnen.The iteration of the tool compensation is then terminated and the production of the dimensionally stable component with the at least one metallic component according to the block R began.

3 zeigt ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fertigen eines maßhaltigen Bauteils wie eines Kfz-Bauteils, das mindestens ein Bauteil aus Kunststoff und mindestens ein metallisches Bauelement aufweist. 3 shows a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component, which has at least one component made of plastic and at least one metallic component.

Hierzu werden mittels eines durch Block I. symbolisierten CAD-Programm durch den Block II. symbolisierte CAD-Daten wie Werkzeuggeometriedaten von für das Spritzgießen und das Umformen zu verwendenden Werkzeugen, von nominellen Geometriedaten des Bauteils sowie von zulässigen Toleranzen dieser Geometriedaten des Bauteils vorgesehen.For this purpose, by means of a block I , symbolized CAD program through the block II , symbolized CAD data such as tool geometry data of tools to be used for injection molding and forming, provided by nominal geometry data of the component and allowable tolerances of this component geometry data.

Gemäß einem durch Block III. symbolisierten Spritzguss-Simulationsprogramm werden dann die Prozessschritte des Spritzgießens des Bauteils unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten aus Block II. simuliert und gemäß Block IV. die danach zu erwartenden Geometriedaten (Netzdaten) des verzogenen Bauteils berechnet.As per a block III , symbolized injection molding simulation program are then the process steps of injection molding of the component using the tool geometry data from block II , simulated and according to block IV , calculates the expected geometry data (network data) of the warped component.

Entsprechend werden gemäß einem durch Block V. symbolisierten Umform-Simulationsprogramm die Prozessschritte des Umformens des Bauteils unter Verwendung der Werkzeuggeometriedaten aus Block II. simuliert und dann gemäß Block VI die zu erwartenden Geometriedaten (Netzdaten) des zurückgefederten Bauteils berechnet.Accordingly, according to a block V , Symbolized forming simulation program, the process steps of forming the component using the tool geometry data from block II , simulated and then according to block VI Calculates the expected geometry data (network data) of the spring-back component.

Mittels eines durch den Block VII. symbolisierten Programms zur Vernetzung der durch den Block II. symbolisierten CAD-Daten werden durch den Block VIII. symbolisierte Netz-Daten des Bauteils in der CAD-Soll-Lage generiert, die zusammen mit den durch den Block IV. symbolisierten Netz-Daten des Verzugs des Bauteils und den durch den Block VI symbolisierten Netzdaten der Zurückfederung des Bauteils sowie von durch den Block X. symbolisierten Daten eines individuellen Spannkonzepts einem durch Block IX. symbolisierten Programms zur individuellen Einspannung des Bauteils oder von Baugruppen zu einer individuellen virtuellen Einspannung des. virtuell entstandenen verzogenen und zurückfedernden Bauteils in einer virtuellen Messaufnahme (virtuellen Einspannvorrichtung) zugeführt werden. Die virtuelle Einspannung und virtuelle Vermessung des Bauteils erfolgt entsprechend den durch den Block X. symbolisierten Daten des individuellen Spannkonzepts und den durch Block VIII symbolisierte Netzdaten des Bauteils in der CAD-Soll-Lage.By means of a through the block VII , symbolized networking program through the block II , Symbolized CAD data is passed through the block VIII , symbolized mesh data of the component generated in the CAD target position, which together with the through the block IV , symbolizes network data of the delay of the component and that through the block VI symbolized network data of the springback of the component as well as by the block X , symbolized data of an individual clamping concept one by block IX , symbolized program for individual clamping of the component or assemblies to an individual virtual clamping of. Virtually incurred warped and rebounding component in a virtual measurement recording (virtual jig) are supplied. The virtual clamping and virtual measurement of the component is done in accordance with the through the block X , symbolized data of the individual cocking concept and the block VIII Symbolized network data of the component in the CAD target position.

Die virtuelle Einspannung durch das gemäß Block IX. symbolisierte Programm zur individuellen Einspannung des Bauteils wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt: Eine Referenzgeometrie des Bauteils, d.h. z.B. eine vernetzte CAD-Konstruktion und das aktuelle Bauteil, das sich in Folge des simulierten Spritzgießens oder des simulierten Blechumformens jeweils mit allen Folgeoperationen ergibt, werden eingelesen. Beide Bauteile liegen virtuell vor. Darüber hinaus werden auf der Referenzgeometrie Punkte oder Flächen, an denen das Bauteil eingespannt werden soll, in einer digitalen Liste der Spannbedingungen vermerkt. In dieser Liste sind neben der geometrischen Lage der Punkte und Flächen auch die Wirkrichtungen und die Art der Spanner angegeben. Zum Beispiel kann es sich um Anschläge, Spanner, Rund- und Langlöcher sowie weitere Spann- und Justierungsmethoden handeln.The virtual clamping by the according to block IX , symbolized program for individual clamping of the component is performed, for example, as follows: A reference geometry of the component, ie, for example, a networked CAD design and the current component, resulting in the result of simulated injection molding or simulated sheet metal forming each with all subsequent operations are read. Both components are virtually present. In addition, points or surfaces on which the component is to be clamped are noted on the reference geometry in a digital list of the clamping conditions. In addition to the geometric position of the points and areas, this list also shows the directions of action and the type of tensioner. For example, it can be attacks, Spanner, round and elongated holes and other clamping and adjustment methods act.

Die drei genannten Dateien Referenzgeometrie, aktuelle Geometrie, Liste der Spannbedingungen werden nun von einem Programm bearbeitet, in der Form, dass die Spann- und Lagerbedingungen virtuelle abgebildet und einem Struktursimulationsprogramm (z.B. Abaqus, LS-Dyna, Nastran, PamCrash und weitere) übergeben werden und die Verformung nach Einspannung berechnet wird. Dabei werden auch die Kräfte für die Verformung berechnet.The three mentioned files reference geometry, current geometry, list of clamping conditions are now edited by a program, in the form that the clamping and storage conditions are mapped virtual and a structure simulation program (eg Abaqus, LS-Dyna, Nastran, PamCrash and others) and the deformation after clamping is calculated. The forces for the deformation are also calculated.

In einem durch Block XI. symbolisierten Programm zur Bewertung der Maßhaltigkeit werden dann die Ergebnisse ausgewertet und je nach durch den Block XII. symbolisierte Toleranzanforderungen, die der Anwender vorgeben muss, Einträge aus der Liste der Spann- und Lagerbedingungen gelöscht, wenn die Kräfte hier eine zulässige Kraft überschreiten. Werden aus der Liste der Spann- und Lagerbedingungen Einträge gelöscht, so wird mittels eines durch den Block XIII. symbolisierten Programms zur Übertragung der Formabweichung auf die Werkzeuge des Spritzguss- und/oder des Umform-Simulationsprogramms gemäß Block XIV der Austausch der Werkzeuggeometrie und die Wiederholung der SpritzgussSimulation und/oder gemäß Block XV. der Austausch der Werkzeuggeometrie und Wiederholung der Umform-Simulation veranlasst. Die Struktursimulation muss solange wiederholt werden, bis eine Spannsituation eintritt, bei der Spannkräfte berechnet werden, die unterhalb der maximal vom Anwender gegeben Kräften liegt, womit eine zulässige Einspannung und Lagerung erzielt ist. Dies wird durch den Block XII. bestätigt, der die Prüfung symbolisiert, ob die Maßhaltigkeit in einer vorgegebenen Toleranz liegt. Die verbleibende Formabweichung wird jeweils in Richtung der Normalen auf das Referenzbauteil bestimmt. Der Abstand wird für das gesamte Bauteil bestimmt. An den Lager- und Spannpunkten und -flächen wird folgerichtig keine Formabweichung vorliegen, vorbehaltlich, dass keine Vorhaltemaße an den Spann- und Lagerpunkten bestehen. Das gesamte Formabweichungsfeld kann nun in negativer Richtung auf die Werkzeuggeometrie übertragen werden. Um mögliche Oszillation des Verfahrens zu vermeiden, kann das Formabweichungsfeld mit einem Faktor 1 oder kleiner 1 (z.B. 0.5) multipliziert werden. Das Gesamtverfahren, bestehend aus Formgebungssimulation mit den ggf. kompensierten Werkzeugen, Simulation der Einspannung, Berechnung der Formabweichung und Übertrag der negativen ggf. skalierten Formabweichung auf die Geometrie der Werkzeuge, wird solange durchgeführt, bis alle Spann- und Lagerkräfte und die Formabweichung innerhalb der von Anwender gegeben Toleranz liegen.In a block XI , symbolized program for assessing dimensional accuracy then the results are evaluated and, as appropriate, by the block XII , symbolized tolerance requirements, which the user must specify, entries deleted from the list of clamping and storage conditions when the forces exceed an allowable force. If entries are deleted from the list of clamping and storage conditions, then a block is entered through the block XIII , Symbolized program for transferring the shape deviation on the tools of the injection molding and / or forming simulation program block XIV the replacement of the tool geometry and the repetition of the injection molding simulation and / or according to block XV , the replacement of the tool geometry and repetition of the forming simulation prompted. The structure simulation must be repeated until a clamping situation occurs in which tension forces are calculated which are below the maximum forces given by the user, with the result that a permissible clamping and storage is achieved. This is done by the block XII , confirming that the test symbolizes whether the dimensional accuracy lies within a specified tolerance. The remaining shape deviation is determined in each case in the direction of the normal to the reference component. The distance is determined for the entire component. Logically, there will be no deviation in shape at the bearing and clamping points and surfaces, subject to the fact that there are no bearing dimensions at the clamping and bearing points. The entire shape deviation field can now be transferred in the negative direction to the tool geometry. To avoid possible oscillation of the method, the shape deviation field can be multiplied by a factor 1 or less than 1 (eg 0.5). The overall procedure, consisting of forming simulation with the possibly compensated tools, simulation of the clamping, calculation of the shape deviation and transfer of negative possibly scaled shape deviation on the geometry of the tools, is carried out until all clamping and bearing forces and the shape deviation within the User given tolerance lie.

Gemäß Block XVI., der auch die Beendigung der Werkzeugkompensationsiteration symbolisiert, wird dann das maßhaltige Bauteil mit dem mindestens einen Bauelement aus Kunststoff und/oder mit dem mindestens einen metallischen Bauelement real gefertigt.According to block XVI ., Which also symbolizes the completion of the tool compensation iteration, then the dimensionally stable component with the at least one component made of plastic and / or with the at least one metallic component is made real.

Es versteht sich, das die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt sind auf die speziellen Strukturen, Verfahrensschritte oder Materialien, die hier offenbart sind, sondern auf deren Äquivalente ausgedehnt werden können, wie es für einen Durchschnittsfachmann auf den relevanten Gebieten erkennbar ist.It should be understood that the embodiments of the present invention are not limited to the particular structures, process steps, or materials disclosed herein, but their equivalents may be extended to those of ordinary skill in the relevant arts.

Es versteht sich zudem, dass die hier benutzte Terminologie lediglich zum Beschreiben bestimmter Ausführungsformen verwendet wird und nicht als beschränkend auszulegen ist. Die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften können in jeder geeigneten Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.It should also be understood that the terminology used herein is used merely to describe particular embodiments and is not to be construed as limiting. The described features, structures or properties may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA: CAD-ProgrammCAD program
BB: Spritzguss-SimulationsprogrammInjection molding simulation program
CC: Berechnung von zu erwartenden Geometriedaten des verzogenen BauteilsCalculation of expected geometric data of the warped component
DD: Programm zur individuellen Einspannung des BauteilsProgram for individual clamping of the component
Ee: Daten eines individuellen SpannkonzeptesData of an individual clamping concept
FF: Programm zur Bewertung der Maßhaltigkeit des BauteilsProgram for assessing the dimensional accuracy of the component
GG: Prüfung, liegt die Maßhaltigkeit in einer gegebenen ToleranzTest, the dimensional accuracy is in a given tolerance
HH: Verändern der WerkzeuggeometriedatenModifying the tool geometry data
II: Fertigung des BauteilsProduction of the component
JJ: CAD-ProgrammCAD program
KK: Umform-SimulationsprogrammForming simulation program
LL: Berechnung von zu erwartenden Geometriedaten des verzogenen BauteilsCalculation of expected geometric data of the warped component
MM: Programm zur individuellen Einspannung des BauteilsProgram for individual clamping of the component
NN: Daten eines individuellen SpannkonzeptesData of an individual clamping concept
OO: Programm zur Bewertung der Maßhaltigkeit des BauteilsProgram for assessing the dimensional accuracy of the component
PP: Prüfung, liegt die Maßhaltigkeit in einer gegebenen ToleranzTest, the dimensional accuracy is in a given tolerance
Q Q: Verändern der WerkzeuggeometriedatenModifying the tool geometry data
RR: Fertigung des BauteilsProduction of the component
I.I.: CAD-ProgrammCAD program
II.II.: CAD-DatenCAD data
III.III.: Spritzguss-Simulations-ProgrammInjection molding simulation program
IV.IV.: Netz-Daten eines verzogenen BauteilsNetwork data of a warped component
V.V.: Umform-Simulations-ProgrammForming Simulation Program
VI.VI.: Netz-Daten eines zurückgefederten BauteilsNetwork data of a spring-loaded component
VII.VII.: Programm zur Vernetzung von CAD-DatenProgram for networking CAD data
VIII.VIII.: Netz-Daten des Bauteils in der CAD-Soll LageNetwork data of the component in the CAD target position
IX.IX.: Programm zur individuellen Einspannung der Bauteile oder BaugruppenProgram for individual clamping of components or assemblies
X.X.: Daten eines individuellen SpannkonzeptsData of an individual clamping concept
XI.XI.: Programm zur Bewertung der MaßhaltigkeitProgram for the assessment of dimensional accuracy
XII.XII.: Prüfung, liegt die Maßhaltigkeit in einer gegebenen ToleranzTest, the dimensional accuracy is in a given tolerance
XIII.XIII.: Programm zur Übertragung der Formabweichung auf die Werkzeuge des Spritzguss- bzw. des Umform-SimulationsprogrammsProgram for transferring the shape deviation to the tools of the injection molding or the forming simulation program
XIV.XIV.: Austausch der Werkzeuggeometrie und Wiederholung der SpritzgusssimulationReplacing the tool geometry and repeating the injection molding simulation
XV.XV.: Austausch der Werkzeuggeometrie und Wiederholung der UmformsimulationReplacement of the tool geometry and repetition of the forming simulation
XVI.XVI.: Werkzeugkompensationsiteration ist beendet und Fertigung des BauteilsTool compensation iteration is finished and manufacturing of the component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/018090 [0002]
WO 2005/024671 A1 [0003, 0006]

Claims

Method for manufacturing a dimensionally stable component such as a motor vehicle component, wherein the component has at least one plastic component and / or at least one metallic component, and wherein the method comprises the following steps: a) providing tool geometry data of tools to be used for injection molding and / or forming, nominal component geometric data, and allowable tolerances of these nominal component geometry data; b) simulating the process steps of the injection molding and / or the forming using the tool geometry data and calculating the subsequently expected geometric data of the component, c) simulating an individual restraint of the component that virtually arises in method step b) in a virtual clamping device and virtual measuring of the virtually clamped component by means of computer algorithms defining an individual restraint d) checking whether the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component lie within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component, e) as long as it has been determined in method step d) that the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component are not within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component, iteratively changing the tool geometry data and generating corrected tool geometry data and then performing the method steps b) to d) using the corrected tool geometry data until the expected geometric data of the virtually clamped and virtually measuring component are within the permissible tolerance range of the nominal geometric data of the component and in the virtual measurement recording a dimensionally stable component is identified, and f) Finishing the dimensionally stable component with the at least one component made of plastic and / or with the at least one metallic component.

Method according to Claim 1 , characterized in that in method step c) a reference geometry of the component in the form of a networked CAD design and the current component, resulting in consequence of the simulated injection molding and / or the simulated sheet metal forming each with all subsequent operations, in a program for individual clamping be read in the component, and on the reference geometry points and / or surfaces on which the component is to be clamped, read and noted in a digital list of clamping conditions, in addition to the geometric position of the points and / or surfaces and the directions of action the type of Spannweise be specified.

Method according to Claim 2 , characterized in that as Spannweise stops, tensioners, round and slots and other clamping and adjustment methods are used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the method step c) as files the reference geometry, the current geometry and the list of clamping conditions are processed by a program in the form that the clamping and storage conditions imaged virtually, a structural simulation program such as Abaqus , LS-Dyna, Nastran or PamCrash and the deformation after clamping and the forces for the deformation are calculated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) in the virtual measurement of the virtually clamped component, the remaining shape deviation is determined in each case in the direction of the normal to the reference component.

Method according to Claim 5 characterized in that the total shape deviation field is multiplied by a factor of 1 or less than 1 to avoid oscillation.

Method according to Claim 1 , characterized in that the virtual clamping process is designed according to the real clamping process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the real and simulated process steps of forming include one or more of the following processing methods; Deep drawing, looking up, folding, joining, pre-flanging, finish flanging.

Method according to one of Claims 1 - 8th , characterized in that the real and simulated process steps of the injection molding include one or more of the following types of processing: injection molding of components, injection molding, overmolding and injection molding of components of components, injection into cavities of components of the components.

Computer-implemented method comprising the method steps a) to e) according to Claim 1 ,

Data processing apparatus, comprising: means for carrying out method steps a) to e) according to Claim 1 , and means for initiating method step f) according to Claim 1 ,

Computer program comprising instructions that, when the program is executed by a Computer, cause this, at least the method steps a) to e) according to Claim 1 execute as well as the method step f) according to Claim 1 to induce.

A computer-readable medium comprising instructions that, when executed by a processor, cause a computer to perform method steps a) to e) in accordance with Claim 1 perform.

Computer readable medium after Claim 13 wherein the medium comprises instructions which, when executed by the processor, cause the computer to follow method step f) Claim 1 to induce.