Prozessgerechte Gestaltung von Werkzeugen auf Basis von Verschleißsimulationen am Beispiel des Ultraschallbondens:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker Verlag
2021
|
| Schriftenreihe: | Schriften des Lehrstuhls für Dynamik und Mechatronik
Band 11 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | xiv, 127 Seiten Illustrationen 21 cm, 213 g |
| ISBN: | 9783844078121 3844078126 |
Internformat
MARC
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
VERWENDETEN
FORMELZEICHEN
XIII
1
EINLEITUNG
1
2
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DER
FORSCHUNG
UND
TECHNIK
4
2.1
TRIBOLOGISCHE
GRUNDLAGEN
.........................................................................
4
2.1.1
TRIBOTECHNISCHE
SYSTEME
................................................................
4
2.1.2 AUFBAU
TECHNISCHER
OBERFLAECHEN
...................................................
5
2.1.3
REIBUNG
..........................................................................................
6
2.1.4
VERSCHLEISS
.......................................................................................
7
2.2
ULTRASCHALLBONDEN
.......................................................................................
9
2.2.1
BONDMASCHINE
UND-PROZESS
.......................................................
10
2.2.2
EINDIMENSIONALES
ULTRASCHALLBONDEN
............................................
13
2.2.3
MEHRDIMENSIONALES
ULTRASCHALLBONDEN
.........................................
14
2.2.4
HERSTELLUNG
VON
LEISTUNGSHALBLEITERMODULEN
................................
17
2.3
WERKZEUGE
FUER
DAS
ULTRASCHALLBONDEN
.......................................................
19
2.3.1
BESCHAFFENHEITDESWERKZEUGS
....................................................
20
2.3.2
WERKZEUGGEOMETRIE
UND
-VARIANTEN
............................................
22
2.3.3
WERKZEUGMATERIAL
UND
-HERSTELLUNG
..............................................
23
2.3.4
KRAEFTE
AM
BONDWERKZEUG
.............................................................
24
2.4
FINITE-ELEMENTE-SIMULATION
......................................................................
25
2.4.1
NICHTLINEARE
FEM
MIT
REIBUNG
UND
GROSSEN
VERFORMUNGEN
............
27
2.4.2 FE-SIMULATION
MITTELS
HOCHLEISTUNGSRECHNER
................................
28
3
VERSCHLEISSANALYSE
VON
WERKZEUGEN
BEIM
KUPFERDRAHTBONDEN
29
3.1
VERSCHLEISS
VON
BONDWERKZEUGEN
AUS
WOLFRAMCARBID
.............................
30
3.1.1
ALLGEMEINES
VERSCHLEISSVERHALTEN
VON
WOLFRAMCARBID-COBALT
...
31
3.1.2 URSACHEN
FUER
WERKZEUGVERSCHLEISS
BEIM
US-DRAHTBONDEN
............
31
3.1.3
VERSCHLEISSMECHANISMEN
BEIM
KUPFER-DICKDRAHTBONDEN
............
33
3.1.4
VERSCHLEISSERSCHEINUNGSFORM
UND
FOLGEN
FUER
DIE
SCHERFESTIGKEIT
34
3.2
EINFLUSS
VON
BONDPROZESS
UND
WERKZEUGGEOMETRIE
AUF
DEN
VERSCHLEISS
.
38
3.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
MODELLIERUNG
.................................................
42
4
MODELLBILDUNG
FUER
DEN
BONDPROZESS
MITTELS
FEM
44
4.1
MODELLIERUNG
DES
BONDPROZESSES
.............................................................
46
4.1.1
DRAHTVORDEFORMATION
......................................................................
46
4.1.2
ENTFESTIGUNG
DES
DRAHTS
................................................................
47
4.1.3
WERKZEUGAMPLITUDE
......................................................................
49
4.2
MODELLIERUNG
DES
VERBINDUNGSAUFBAUS
ZWISCHEN
DRAHT
UND
SUBSTRAT
...
50
4.2.1
OXIDSCHICHTREINIGUNG
....................................................................
51
4.2.2
ANBINDUNG
ZWISCHEN
DRAHT
UND
SUBSTRAT
.....................................
52
4.3
MODELLIERUNG
VON
WERKZEUGVERSCHLEISS
....................................................
54
4.3.1
VERSCHLEISSBERECHNUNG
FUER
DIE
FINITEN
ELEMENTE
..........................
55
4.3.2 ERMITTLUNG
DES
VERSCHLEISSKOEFFIZIENTEN
.........................................
57
4.4 PROGRAMMTECHNISCHE
REALISIERUNG
DES
MODELLS
......................................
57
4.5
EINFLUSS
DER
MODELLPARAMETER
...................................................................
59
4.5.1
DISKRETISIERUNG
DER
FINITEN
ELEMENTE
..............................................
59
4.5.2
BERECHNUNGSSCHRITTWEITE
................................................................
60
4.6
BERECHNUNGSDAUER
DES
FE-MODELLS
.......................................................
61
5
MODELLVALIDIERUNG
63
5.1
VALIDIERUNG
DES
ANBINDUNGSMODELLS
..........................................................
63
5.2
VALIDIERUNG
DES
VERSCHLEISSMODELLS
..........................................................
66
5.2.1
BESTIMMUNG
DES
VERSCHLEISSVOLUMENS
DES
WERKZEUGS
...............
66
5.2.2 BESTIMMUNG
DER
REIBARBEIT
IM
WERKZEUG/DRAHT-KONTAKT
............
68
5.2.3
VERGLEICH
ZWISCHEN
MESSUNG
UND
SIMULATION
................................
68
6
MODELLBASIERTE
ANALYSE
70
6.1
ANALYSE
DES
GEGENWAERTIGEN
BONDWERKZEUGS
.............................
71
6.1.1
REIBHYSTERESE
BEIM
ULTRASCHALLBONDEN
....................................
71
6.1.2 REIBARBEIT
ALS
URSACHE
FUER
DIE
VERSCHLEISSERSCHEINUNG
.............
73
6.1.3
FOLGEN
VON
WERKZEUGVERSCHLEISS
...............................................
76
6.2
PARAMETERSTUDIEN
DER
WERKZEUGGEOMETRIE
..............................................
78
6.2.1
STATISTISCHE
VERSUCHSPLANUNG
..................................................
78
6.2.2 EINGRENZUNG
DES
PARAMETERRAUMS
..............................................
80
6.2.3
EFFEKTE
UND
WECHSELWIRKUNGEN
...............................................
84
6.2.4 WERKZEUGVERSCHLEISS
BEI
VERSCHIEDENEN
OEFFNUNGSWINKELN
.......
88
7
WERKZEUGE
FUER
DAS
MEHRDIMENSIONALE
US-BONDEN
91
7.1
VORGEHEN
BEI
DER
WERKZEUGENTWICKLUNG
.................................................
92
7.2
KONTAKTBESTIMMENDE
WERKZEUGAUSLEGUNG
..............................................
93
7.2.1
KONTAKTBESTIMMENDE
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
BONDWERKZEUG
...
94
7.2.2
MODELLAUFBAU
.................................................................................
94
7.2.3
ERGEBNISSE
DER
KONTAKTBESTIMMENDEN
WERKZEUGAUSLEGUNG
...
95
7.3
DYNAMISCHE
WERKZEUGAUSLEGUNG
.............................................................
96
7.3.1
DYNAMISCHE
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
BONDWERKZEUG
......................
96
7.3.2 MODELLAUFBAU
UND
VORGEHEN
BEI
DER
DYNAMISCHEN
AUSLEGUNG
.
.
97
7.3.3
ERGEBNISSE
DER
DYNAMISCHEN
WERKZEUGAUSLEGUNG
....................
98
7.4
WERKZEUGERPROBUNG
.................................................................................
99
7.4.1
VERMESSUNG
DES
SCHWINGSYSTEMS
..................................................
101
7.4.2
EINFLUSS
DER
WERKZEUGTRAJEKTORIE
AUF
DIE
SCHERFESTIGKEIT
..............
102
7.4.3
EINFLUSS
DER
PROZESSPARAMETER
AUF
DIE
SCHERFESTIGKEIT
.....................
104
7.4.4
WERKZEUGVERSCHLEISS
.........................................................................
107
7.5
SCHLUSSFOLGERUNG
FUER
DEN
EINSATZ
IN
DER
PRODUKTIONSLINIE
...........................
108
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
109
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
.......................................................................................
109
8.2
AUSBLICK
.........................................................................................................
112
A
ANHANG
123
A.1
MATERIALDATEN
................................................................................................
123
A.2
APPROXIMIERTE
POLYNOMFUNKTION
FUER
DEN
REINIGUNGSGRAD
.............................
123
A.3
KONFIGURATION
DER
SIMULATIONSRECHNER
..........................................................
123
A.4
PARAMETERRAEUME
DER
STATISTISCHEN
VERSUCHSPLAENE
......................................
124
A.5
WERKSTOFFAUSWAHL
..........................................................................................
126
A.6
SCHAFT/WERKZEUG-KONFIGURATIONEN
................................................................
126
A.7
DEMONSTRATOR
FUER
DAS
MEHRDIMENSIONALE
ULTRASCHALLBONDEN
....................
127
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
VERWENDETEN
FORMELZEICHEN
XIII
1
EINLEITUNG
1
2
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DER
FORSCHUNG
UND
TECHNIK
4
2.1
TRIBOLOGISCHE
GRUNDLAGEN
.
4
2.1.1
TRIBOTECHNISCHE
SYSTEME
.
4
2.1.2 AUFBAU
TECHNISCHER
OBERFLAECHEN
.
5
2.1.3
REIBUNG
.
6
2.1.4
VERSCHLEISS
.
7
2.2
ULTRASCHALLBONDEN
.
9
2.2.1
BONDMASCHINE
UND-PROZESS
.
10
2.2.2
EINDIMENSIONALES
ULTRASCHALLBONDEN
.
13
2.2.3
MEHRDIMENSIONALES
ULTRASCHALLBONDEN
.
14
2.2.4
HERSTELLUNG
VON
LEISTUNGSHALBLEITERMODULEN
.
17
2.3
WERKZEUGE
FUER
DAS
ULTRASCHALLBONDEN
.
19
2.3.1
BESCHAFFENHEITDESWERKZEUGS
.
20
2.3.2
WERKZEUGGEOMETRIE
UND
-VARIANTEN
.
22
2.3.3
WERKZEUGMATERIAL
UND
-HERSTELLUNG
.
23
2.3.4
KRAEFTE
AM
BONDWERKZEUG
.
24
2.4
FINITE-ELEMENTE-SIMULATION
.
25
2.4.1
NICHTLINEARE
FEM
MIT
REIBUNG
UND
GROSSEN
VERFORMUNGEN
.
27
2.4.2 FE-SIMULATION
MITTELS
HOCHLEISTUNGSRECHNER
.
28
3
VERSCHLEISSANALYSE
VON
WERKZEUGEN
BEIM
KUPFERDRAHTBONDEN
29
3.1
VERSCHLEISS
VON
BONDWERKZEUGEN
AUS
WOLFRAMCARBID
.
30
3.1.1
ALLGEMEINES
VERSCHLEISSVERHALTEN
VON
WOLFRAMCARBID-COBALT
.
31
3.1.2 URSACHEN
FUER
WERKZEUGVERSCHLEISS
BEIM
US-DRAHTBONDEN
.
31
3.1.3
VERSCHLEISSMECHANISMEN
BEIM
KUPFER-DICKDRAHTBONDEN
.
33
3.1.4
VERSCHLEISSERSCHEINUNGSFORM
UND
FOLGEN
FUER
DIE
SCHERFESTIGKEIT
34
3.2
EINFLUSS
VON
BONDPROZESS
UND
WERKZEUGGEOMETRIE
AUF
DEN
VERSCHLEISS
.
38
3.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
MODELLIERUNG
.
42
4
MODELLBILDUNG
FUER
DEN
BONDPROZESS
MITTELS
FEM
44
4.1
MODELLIERUNG
DES
BONDPROZESSES
.
46
4.1.1
DRAHTVORDEFORMATION
.
46
4.1.2
ENTFESTIGUNG
DES
DRAHTS
.
47
4.1.3
WERKZEUGAMPLITUDE
.
49
4.2
MODELLIERUNG
DES
VERBINDUNGSAUFBAUS
ZWISCHEN
DRAHT
UND
SUBSTRAT
.
50
4.2.1
OXIDSCHICHTREINIGUNG
.
51
4.2.2
ANBINDUNG
ZWISCHEN
DRAHT
UND
SUBSTRAT
.
52
4.3
MODELLIERUNG
VON
WERKZEUGVERSCHLEISS
.
54
4.3.1
VERSCHLEISSBERECHNUNG
FUER
DIE
FINITEN
ELEMENTE
.
55
4.3.2 ERMITTLUNG
DES
VERSCHLEISSKOEFFIZIENTEN
.
57
4.4 PROGRAMMTECHNISCHE
REALISIERUNG
DES
MODELLS
.
57
4.5
EINFLUSS
DER
MODELLPARAMETER
.
59
4.5.1
DISKRETISIERUNG
DER
FINITEN
ELEMENTE
.
59
4.5.2
BERECHNUNGSSCHRITTWEITE
.
60
4.6
BERECHNUNGSDAUER
DES
FE-MODELLS
.
61
5
MODELLVALIDIERUNG
63
5.1
VALIDIERUNG
DES
ANBINDUNGSMODELLS
.
63
5.2
VALIDIERUNG
DES
VERSCHLEISSMODELLS
.
66
5.2.1
BESTIMMUNG
DES
VERSCHLEISSVOLUMENS
DES
WERKZEUGS
.
66
5.2.2 BESTIMMUNG
DER
REIBARBEIT
IM
WERKZEUG/DRAHT-KONTAKT
.
68
5.2.3
VERGLEICH
ZWISCHEN
MESSUNG
UND
SIMULATION
.
68
6
MODELLBASIERTE
ANALYSE
70
6.1
ANALYSE
DES
GEGENWAERTIGEN
BONDWERKZEUGS
.
71
6.1.1
REIBHYSTERESE
BEIM
ULTRASCHALLBONDEN
.
71
6.1.2 REIBARBEIT
ALS
URSACHE
FUER
DIE
VERSCHLEISSERSCHEINUNG
.
73
6.1.3
FOLGEN
VON
WERKZEUGVERSCHLEISS
.
76
6.2
PARAMETERSTUDIEN
DER
WERKZEUGGEOMETRIE
.
78
6.2.1
STATISTISCHE
VERSUCHSPLANUNG
.
78
6.2.2 EINGRENZUNG
DES
PARAMETERRAUMS
.
80
6.2.3
EFFEKTE
UND
WECHSELWIRKUNGEN
.
84
6.2.4 WERKZEUGVERSCHLEISS
BEI
VERSCHIEDENEN
OEFFNUNGSWINKELN
.
88
7
WERKZEUGE
FUER
DAS
MEHRDIMENSIONALE
US-BONDEN
91
7.1
VORGEHEN
BEI
DER
WERKZEUGENTWICKLUNG
.
92
7.2
KONTAKTBESTIMMENDE
WERKZEUGAUSLEGUNG
.
93
7.2.1
KONTAKTBESTIMMENDE
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
BONDWERKZEUG
.
94
7.2.2
MODELLAUFBAU
.
94
7.2.3
ERGEBNISSE
DER
KONTAKTBESTIMMENDEN
WERKZEUGAUSLEGUNG
.
95
7.3
DYNAMISCHE
WERKZEUGAUSLEGUNG
.
96
7.3.1
DYNAMISCHE
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
BONDWERKZEUG
.
96
7.3.2 MODELLAUFBAU
UND
VORGEHEN
BEI
DER
DYNAMISCHEN
AUSLEGUNG
.
.
97
7.3.3
ERGEBNISSE
DER
DYNAMISCHEN
WERKZEUGAUSLEGUNG
.
98
7.4
WERKZEUGERPROBUNG
.
99
7.4.1
VERMESSUNG
DES
SCHWINGSYSTEMS
.
101
7.4.2
EINFLUSS
DER
WERKZEUGTRAJEKTORIE
AUF
DIE
SCHERFESTIGKEIT
.
102
7.4.3
EINFLUSS
DER
PROZESSPARAMETER
AUF
DIE
SCHERFESTIGKEIT
.
104
7.4.4
WERKZEUGVERSCHLEISS
.
107
7.5
SCHLUSSFOLGERUNG
FUER
DEN
EINSATZ
IN
DER
PRODUKTIONSLINIE
.
108
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
109
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
109
8.2
AUSBLICK
.
112
A
ANHANG
123
A.1
MATERIALDATEN
.
123
A.2
APPROXIMIERTE
POLYNOMFUNKTION
FUER
DEN
REINIGUNGSGRAD
.
123
A.3
KONFIGURATION
DER
SIMULATIONSRECHNER
.
123
A.4
PARAMETERRAEUME
DER
STATISTISCHEN
VERSUCHSPLAENE
.
124
A.5
WERKSTOFFAUSWAHL
.
126
A.6
SCHAFT/WERKZEUG-KONFIGURATIONEN
.
126
A.7
DEMONSTRATOR
FUER
DAS
MEHRDIMENSIONALE
ULTRASCHALLBONDEN
.
127 |
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Inhaltsverzeichnis