Numerische Simulation

© Fraunhofer IWM

Glasformgebungsverfahren sind thermische Prozesse und finden bei Temperaturen über 400 °C statt. Während eines Prozesses wirken neben der Temperatur auch Kräfte und die Geometrie des Bauteils ändert sich inkrementell. Die Materialzustände ändern sich im Laufe des Prozesses fortwährend bis die finalen Eigenschaften am Ende des Prozesses im kalten Zustand erreicht sind. Am kalten Bauteil können vielfältige und ausgiebige Untersuchungen angestellt werden, doch während des Prozesses ist das nicht möglich. Um Zugang zu diesen Informationen zu erhalten, als auch tiefere Einblicke in den Werkstoff zu bekommen, simulieren wir mit fortschrittlichen Materialmodellen Glasformgebungs-, aber auch Bearbeitungsprozesse und Lasten auf Glasbauteile wie Vakuumisolierglas.

Für unsere Partner*innen ergeben sich folgende Vorteile:

  • Kosteneinsparung durch Reduzierung teurer Experimente in der Designphase
  • Schnelle Entwicklung und Beschleunigung des Prozessdesigns
  • Zuverlässigkeit: Numerische Simulationen sind transparent und die Resultate reproduzierbar

Leistungen | Kompetenzen

© Fraunhofer IWM, Grafik: Gebhard|Uhl, Freiburg
  • Nutzung von Machine Learning beim Flachglasbiegeprozess
  • Machbarkeitsuntersuchungen für neue Prozesse in der Glasindustrie
  • Forschung zu aktuellen Problemen in bestehenden Prozessen der Glasindustrie (Biegen, Schneiden, Löten,…)
  • Know-How Transfer verschiedener Prozesstechnologien von Gläsern hin zu numerischer Simulation
  • Numerische Simulation als Unterstützung für die Implementierung von Machine Learning in der Industrie 4.0

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Anwendungsbeispiele

Simulation des Thermischen Trennen von Glas und der dafür benötigte Wärmeeintrag. Gut zu erkennen ist die durch über das Glas wandernde Laserfront.

  • Hochleistungsrechencluster
  • Lizenzen für Finite-Elemente Software
  • Netzfreie Methoden (SPH, MD, DFT)
  • Simulationserfahrung mit folgenden Prozessen:
    • Löten von Glas (speziell Vakuum-Isolierverglasung)
    • Biegen von Glas
    • Schneiden von Glas und Silizium
    • Wärmebehandlung durch globalen und lokalen Wärmeeintrag in Glas

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Ausstattung | Messmöglichkeiten

Berechnete Formabweichungen während des Biegens von Flachglas

Jahrzehntelange und gruppenübergreifende Erfahrung in der numerischen Simulation – hierdurch können Synergien erzeugt und Verknüpfungen zwischen verschiedenen Materialsystemen und Technologien geknüpft werden:

  • Biegeprozess Flachglas
  • Prägen von Glasoberflächen
  • Thermische Wärmebehandlungsprozesse von Glas
  • Herstellen von ESG
  • Hochleistungsrechencluster
  • Eigene und kommerzielle Materialmodelle

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