DynaWeld: Spezialisten für Simulation von Schweißen und Wärmebehandlung

Immer wieder stolpere ich über Firmen, die interessante, ungewöhnliche oder auch überraschende Lösungen anbieten. So ging es mir vor einer Weile mit DynaWeld und deren gleichnamiger Lösung zur Simulation von Schweißnähten. Ich war überrascht, wie detailliert man eine Schweißnaht, ihre Entstehung und beispielsweise auch ihre mechanischen Eigenschaften berechnen kann. Und mit MatPlusHQ bietet das Unternehmen auch noch eine Lösung zur Analyse von Wärmebehandlungen. Deshalb hier mal eine kurze Vorstellung des Unternehmens und seiner wichtigsten Lösungen.

Schweißnahtberechnung in DynaWeld

Mit DynaWeld lassen sich unter anderem die Eigenspannungen in mehrlagigen Schweißnähten berechnen (alle Bilder: DynaWeld).

Die DynaWeld GmbH & Co. KG aus Walzbachtal bei Karlsruhe befasst sich mit der thermischen Füge- und Fertigungssimulation. Das Unternehmen entwickelt eigene Softwareprodukte für die Anwendung der Schweiß- und Wärmebehandlungssimulation und vertreibt ergänzende Softwarepakete von Kooperationspartnern. Mehr und mehr gewinnt die durchgängige Simulation mehrerer Fertigungsstufen und Fertigungsprozesse an Bedeutung und Interesse in der Industrie. DynaWeld betreibt Methodenentwicklung, um diese sogenannte Prozesskettensimulation in der industriellen Anwendung umzusetzen.

DynaWeld ist sowohl mit eigenen Forschungsvorhaben als auch über die Mitarbeit in projektbegleitenden Ausschüssen und verschiedenen Forschungsgremien in Forschung, Entwicklung und Praxis vertreten. Zur Kernkompetenz von DynaWeld gehören die Schweißsimulation und die Simulation von Wärmebehandlungsprozessen. Bei beiden Simulationen wird die Zustandsänderung im Bauteil berechnet, beispielsweise Verformungen, Spannungen, Gefüge und Härte.

Schweißnahtanalyse mit DynaWeld

Die Software DynaWeld ist ein Preprozessor und eine Entwicklungsumgebung zum Erstellen professioneller Simulationsmodelle für Schweißen und Wärmebehandlung. DynaWeld unterstützt den Finite-Element-Code LS-DYNA. Mit DynaWeld lassen sich Verzüge beim Zusammenbau und Verschweißen von Bauteilen und Baugruppen berechnen und Kompensationsmaßnahmen auslegen. Weitere Berechnungsergebnisse sind Eigenspannungen, Gefügezustände, Gefügeumwandlungen oder Härte, die sich aus Schweißprozessen oder Wärmebehandlungsprozessen ergeben.

Verzug in DynaWeld

Auch der Verzug durch das Schweißen, hier an einer Autotür, lässt sich berechnen

Die Berechnung eines mehrstufigen Schweißprozesses mit mehreren Stationen erfolgt durch eine multi-stage Simulation. Das Berechnungsergebnis der ersten Station wird als Anfangszustand für die Berechnung der nächsten Station übergeben. Der Einspannvorgang mit dem Anfahren von Spannwerkzeugen findet Berücksichtigung, zudem lassen sich Fertigungsschritte wie Abschleifen oder Abtrennen in die Simulation integrieren.

DynaWeld deckt die Berechnung aller gängigen Schweißverfahren und Schweißnahtarten ab. Neben der anwenderspezifischen Eingabe von Materialdaten erlaubt das integrierte Materialdatentool die Anpassung von Werkstoffdatensätzen sowie deren Import aus anderen Softwaretools.

Effiziente Wärmebehandlung mit MatPlusHQ

Wärmebehandlungsprozess in MatPlusHQ

Detaillierte Auswerung eines Wärmebehandlungsprozesses in MatPlusHQ.

Beim Tool MatPlusHQ geht es um die Wärmebehandlung von Bauteilen. Unter anderem lassen sich optimale Aufheiz- und Abkühlraten sowie Haltezeiten während des Wärmebehandlungsprozesses ermitteln. Mit der Berechnung der Mindestofenzeit zur vollständigen Durchwärmung des Bauteils spart der Anwender erhebliche Energiekosten und Fertigungszeiten.

MatPlusHQ zeichnet sich durch seine Benutzerfreundlichkeit und intuitive Bedienbarkeit aus. Es werden keine Kenntnisse im Umgang mit FE-Programmen vorausgesetzt, die Software bietet Icons zum Laden der Bauteilgeometrie, zur Eingabe des Temperatur-Zeit-Regimes sowie für den Start der Berechnung. Innerhalb weniger Minuten werden die Ergebnisse in Form von 2D-Grafiken präsentiert.

Progrtammoberfläche von MatPlusHQ

Die Programmoberfläche mit wenigen Icons vereinfacht die Bedienung von MatPlusHQ sehr.

MatPlusHQ enthält einen eigenen Vernetzer, so dass zur Berechnung lediglich die Bauteilgeometrie im Step-Format importiert werden muss. Einfache Geometriekörper sind bereits vordefiniert. Mit dem Import bereits vernetzter Geometrien kann die Berechnung auch an beliebigen komplexen Geometrien durchgeführt werden. Neben der anwenderspezifischen Eingabe von Materialdaten können Werkstoffdatensätze für MatPlusHQ mit JMatPro für beliebige Werkstoffe berechnet und eingelesen werden.

Dass sich tatsächlich das Gefüge und die Härte von Schweißnähten vorhersagen lassen, hat mich ehrlich verblüfft. Das Beispiel DynaWeld zeigt mir zweierlei: Es lohnt sich zum einen, auch mal die kleineren Messestände zu erkunden und Pressemitteilungen unbekannter Firmen zu lesen. Zum anderen gibt es offensichtlich kaum noch Grenzen für den Detailgrad von Simulationen – man muss sich nur im Klaren sein, was man wissen will und welche Lösung die Antwort liefern kann.

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