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Simulation des Laser- und Elektronenstrahlhärtens

WIAS-SHarP - Surface Hardening Program

Ansprechpartner

Dr. Dietmar Hömberg, WIAS, hoemberg@wias-berlin.de Dr. Wolf Weiss, WIAS, weiss@wias-berlin.de

Kurzbeschreibung

WIAS-SHarP wird für die Simulation der Oberflächenhärtung von Bauteilen aus Stahl eingesetzt. Ziel des Oberflächenhärtens ist es, Werkstücke mit harter, verschleißfester Oberfläche und weichem, zähem Kern zu erzeugen. Dazu wird die Randschicht des Werkstücks zunächst durch eine Wärmequelle aufgeheizt. Nach Abschalten der Quelle kommt es zu einer raschen Selbstabkühlung. Die während  dieser Wärmebehandlung auftretenden fest-fest-Phasenübergänge bewirken eine Aufhärtung der Oberfläche.
Mit der Software WIAS-SHarP kann die Oberflächenhärtung von Stahl mit Laser- und Elektronenstrahl simuliert und optimiert werden. Auch bei komplizierten Werkstoffgeometrien können mit WIAS-SHarP
gewünschte Einhärtetiefen berechnet und Anschmelzungen vermiedet werden. Ein besonderes Kennzeichen von WIAS-SHarP ist, dass die Resultate der Simulation als Input für eine maschinenseitige Pyrometerregelung verwendet werden können. Im Vergleich zur Prozesskontrolle mit konstanter Oberflächentemperatur lassen sich so deutlich bessere Ergebnisse erzielen.
WIAS-SHarP wurde in Kooperation mit der Bergakademie Freiberg und den industriellen Partner LASERVORM (Mittweida) und pro-beam HÖRMANN (Neukirchen) mit Unterstützung durch die Stiftung Industrieforschung praxisnah entwickelt.
Zu den wichtigsten Leistungen von WIAS-SHarP zählen:
  • Lösung der nichtlinearen Wärmeleitungsgleichung und eines damit gekoppelten Modells für die Gefügeumwandlungen
  • Berücksichtigung unterschiedlicher Strahlungsquellen wie Laser- und Elektronenstrahlen mit variierenden Leistungsspektren
  • Erzeugung von konstanten Einhärtetiefen durch PID-Regelung
  • Nutzerfreundliche grafische Oberfläche
  • 3D-Online Visualisierung der Ergebnisse
  • Erweiterbare Datenbank mit umwandlungsspezifischen Kennwerten für viele wichtige Stähle

Vorteile/Nutzen:

Der größte Vorteil ist die Verfahrensoptimierung am Computer. Durch Computersimulationen trägt WIAS-SHarP dazu bei, auch bei komplizierten Werkstückgeometrien gewünschte Einhärtetiefen unter Vermeidung von Anschmelzungen zu erhalten. Damit lässt sich die Anzahl teurer und zeitaufwändiger Laborexperimente minimieren. Insbesondere können die Resultate der PID-Rechnungen von WIAS-SHarP direkt für die maschinenseitige Pyrometersteuerung verwendet werden.

Detailinformationen (Internetadresse)

http://www.wias-berlin.de/software/sharp

Art des Angebots

Methode/Kompetenz

Angebot ist interessant für

Universitäten, Forschungseinrichtungen, Industrie

 

Anschrift

  • Mohrenstr. 39
  • 10117 Berlin

Ansprechpartner

  • Dr. Torsten Köhler
  • Technologietransfer, EU-Förderprogramme, Öffentlichkeitsarbeit
  • Tel.:030 - 2 03 72 - 582
  • Fax.:030 – 2 04 49 75
  • [E-Mail-Adresse versteckt]
 
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