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Die Pulvermetallurgie (PM) eignet sich für die endkonturnahe Fertigung von Bauteilen. Demgegenüber erfordert die PM-Herstellung in der Praxis einen hohen Aufwand an Zeit und Kosten. Zu den größten Problemen zählen vor allem die inhomogene Dichteverteilung. die Rissbildung sowie der Sinterverzug. Gegenstand dieser Arbeit war es daher, auf Basis der FEM Materialmodelle und Methoden für die Optimierung der Herstellungskette Pressen-Sintern zu entwickeln. Für die Abbildung des Pressens wurde das DRUCKER-PRAGER-Kappenmodell eingesetzt. Des Weiteren wurden Untersuchungen zu der Reibung durchgeführt, um den Einfluss der Dichte auf den Reibkoeffizienten zu berücksichtigen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Entwicklung von neuen Methoden für die automatische Optimierung des Pressens mehrstufiger Bauteile. Hierbei wurden Algorithmen sowohl für die Auslegung der Startlage der Stempel als auch für die automatisierte Optimierung der Stempelkinematik während des Pressens erarbeitet. Anhand eines Referenzbauteils wurden diese Methoden eingesetzt und mit iterativer Optimierung verglichen. Darüber hinaus wurde ein Sintermodell implementiert, um die Prozesskette Pressen-Sintern zu simulieren.
The powder metallurgy (PM) is suitable for near net shape manufacturing. On the other hand, the PM production in practice requires a high expenditure of time and costs. Among the common problems during manufacturing, rank inhomogeneous density distribution as well as cracking and distortion due to sintering. Therefore the subject of this work has been to develop on basis of the FEM suitable material models and methods for the optimization of the process steps Pressing-Sintering. For the modelling of pressing the DRUCKER-PRAGER-CAP-Model has been used. Furthermore, investigations to the friction were accomplished, in order to consider the influence of the density on the coefficient of friction. The main aim of this work has been to develop new methods for the automated optimization of pressing processes with multi-level parts. Here algorithms have been developed, both for the determination of the punches start positions and for the automated optimization of the punches kinematics during pressing. Using a reference part, these methods have been applied and verified. Beyond that a material model has been implemented, in order to simulate the process chain pressing-sintering.