Die Performance von Produkten vorherzusagen, bevor es deren Fertigungskette und Werkstoffe in der Realität gibt – das ist die Vision der Integrativen Material- und Prozesssimulation. Die Veränderungen, die ein Werkstoff zwischen seiner Schmelze und der Fertigbearbeitung erfährt, beeinflussen dessen Eigenschaften und reichen von der Atom- bis zur Bauteilskala. Wie können die Vorgänge im Werkstoff skalenübergreifend modelliert werden? Wie beeinflussen Bearbeitungsschritte den Werkstoff? Wie müssen IT-Systeme aufgebaut sein, damit Entwickler in der Simulationskette arbeiten können? Das sind Fragen, die dieser Vortrag beleuchten will.
Ob ein Bauteil seine Funktion erfüllen kann, hängt von vielen Faktoren ab. Neben dem Design und dem verwendeten Werkstoff hat auch die Fertigungskette einen Einfluss auf die gewünschte Performance des Bauteils. Nämlich genau dann, wenn sich die Werkstoffeigenschaften während der Bearbeitung unzulässig verändern – etwa durch zu hohe örtliche Belastungen, die durch geeignete Prozessauslegungen womöglich verhindert werden können.
Die Beanspruchungen, die ein Werkstoff während der Fertigung erfährt, hängen vom Fertigungsverfahren und von der Prozessführung ab. Um Einfahrversuche zu minimieren, strebt die integrierte Material- und Prozesssimulation die Vorhersage der komplexen Wechselwirkungen an. Gelänge es, die Einflüsse der Werkstoff- und Fertigungsentwicklung entlang der Technologiekette vorherzusagen, so würden enorme Potenziale erschlossen. Prozessinnovationen könnten schneller eingeführt und auf den Anwendungsfall zugeschnittene Werkstoffe noch vor deren Erprobung definiert werden. Dies zöge enorme Rationalisierungsmöglichkeiten in der Entwicklung von Werkzeugen, Prüfverfahren und Produkten nach sich. Eine erfolgreiche Umsetzung der integrativen Material- und Prozesssimulation verlangt aber die Verkettung unterschiedlicher Unternehmensbereiche.
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