SPP 1180:  Prediction and Manipulation of Interaction between Structure and Process

• Subject Area: Mechanical and Industrial Engineering
• Term: from 2005 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5472203

The focus of this Priority Programme are the interactions at the interface between structures and processes in technical systems. Bringing together several scientific subjects, innovative methods and approaches for the prognosis and determined manipulation of the interactions are investigated. Fundamental connections between physical and chemical procedures as well as the generation of mathematical models to understand them are the subject of the programme.
Exemplarily, the reciprocal effects between processes and structures in modern production systems are examined. The knowledge of these interactions allows a safe control of ramp-up processes on machines and the systematic interpretation of production systems in the future - activities which are accompanied by a great amount of empirical work today. The emphasis of the research work is settled in the range of the modelling of the reciprocal effects between structures and processes. The developed methods are used in the run-up to the process, thus not during the process operating time.
A goal is the prognosis of expected interactions and resulting influences on the outcome of manufacturing processes. The observation and manipulation of running processes are not focussed on this Priority Programme. In fact, the goal is a deep understanding of the process interactions for a reliable forecast of the manufacturing situation settled in the planning phase and, based upon this forecast, a simulatory investigation of suitable improvement measures. Here the reciprocal effects are to be examined according to their kind, and models for their prognosis are to be developed.
Based on these prognoses, the investigations of the influence of the process characteristics and their interaction with the machine structure is central to the Priority Programme. In this sense, the aim of the programme is not the shift of existing technological borders, but rather a safe reproduction of the interactions and a basic understanding of the dependences with the purpose of manipulation and planning specific for the future.

• DFG Programme: Priority Programmes
• International Connection: Austria

Projects

• Dynamikmodellierung, Parameteridentifikation und optimale Roboterbahnplanung zur Kompensation der Abdrängung (Applicant von Stryk, Oskar )
• Entwicklung eines Prognosemodells zur Vorhersage der Wechselwirkungen zwischen Struktur und Prozess beim Hochpräzisionsfräsen von Mikrostrukturen (Applicants Uhlmann, Eckart ;  von Wagner, Utz )
• Entwicklung eines Prognosetools zur Identifizierung von stabilen Fräsprozessen (Applicant Uhlmann, Eckart )
• Entwicklung eines Prognosetools zur Identifizierung von stabilen Fräsprozessen (Applicants Hömberg, Dietmar ;  Uhlmann, Eckart )
• Entwicklung eines validierten Simulationswerkzeuges zur Abbildung der Wechselwirkung zwischen Werkzeug und Werkstück am Beispiel des Flachwalzprozesses (Applicant Hirt, Gerhard )
• Entwicklung und Bewertung von Simulationstechnologien für die Blechumformung unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Maschine/Werkzeug und Prozess/Werkstück (Applicant Großmann, Knut )
• Entwicklung und experimentelle Verifikation eines Simulationstools für die Prognose und Beeinflussung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungsprozesse beim Zerspanen (Applicants Eberhard, Peter ;  Heisel, Uwe )
• Entwicklung und experimentelle Verifikation eines Simulationstools für die Prognose und Beeinflussung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungsprozesse beim Zerspanen (Applicant Eberhard, Peter )
• Erhöhung der Maßhaltigkeit von Blechbauteilen durch eine modellgestützte Bahnplanung für die roboterbasierte Blechumformung (Applicants Meier, Horst ;  Reese, Stefanie )
• Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Nachgiebigkeitsverhaltens von Werkstück und Struktur beim Werkzeugschleifen (Applicant Denkena, Berend )
• Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Nachgiebigkeitsverhaltens von Werkstücken und Strukturen beim Werkzeugschleifen (Applicant Denkena, Berend )
• Ganzheitliche Betrachtung des Spindel-Werkstück-Systems beim NC-Formschleifen von Freiformflächen durch simulative Vorhersage des Prozessverhaltens auf Basis numerischer Verfahren (Applicants Biermann, Dirk ;  Blum, Heribert )
• Ganzheitliche Betrachtung des Spindel-Werkstück-Systems beim NC-Formschleifen von Freiformflächen durch simulative Vorhersage des Prozessverhaltens auf Basis numerischer Verfahren (Applicant Weinert, Klaus D. )
• Mathematische Modellierung und effiziente Numerik zur Simulation vom Werkzeugschleifen (Applicant Carstensen, Carsten )
• Mathematische Verfahren zur Präzisionswuchtung an Werkzeugmaschinen (Applicant Maaß, Peter )
• Modellbildung zur Berücksichtigung des Maschineneinflusses in der numerischen Simulation von Umformprozessen (Applicant Behrens, Bernd-Arno )
• Modellgestützte Untersuchung der Schwingungen aufgrund der Prozess-Struktur-Wechselwirkung beim Werkzeugschleife (Applicant Kröger, Matthias )
• Modellierung und Simulation wuchtungsabhängiger Struktureinflüsse (Applicant Brinksmeier, Ekkard )
• Numerische Berechnungsverfahren für prozessnahe Strukturen in Zerspanprozessen (Applicants Denkena, Berend ;  Stephan, Ernst Peter )
• Parametrische Modellbildung, Prognose und Optimierung von Prozess-Struktur-Wechselwirkungen mit Hilfe von Mehrkörpermodellen und Implicit Filtering (Applicants Ulbrich, Heinz ;  Zäh, Michael Friedrich )
• Parametrische Modellbildung, Prognose und Optimierung von Prozess-Struktur-Wechselwirkungen mit Hilfe von Mehrkörpermodellen und Implicit Filtering (Applicant Zäh, Michael Friedrich )
• Prozessmodell, Parameteridentifikation, experimentelle Verifikation und Kompensation der Abdrängung (Applicant Abele, Eberhard )
• Simulations- und versuchsbasierte Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Zerspanprozess und Maschinenstruktur beim Hochleistungsflachschleifen (Applicants Aurich, Jan C. ;  Steinmann, Paul )
• Simulationsbasierte Optimierung der Werkzeug- und Prozessauslegung für die Präzisions-Kaltmassivumformung (Applicant Engel, Ulf )
• Simulative Bestimmung der Prozessstabilität bei der Hochleistungs-Fräsbearbeitung (Applicant Brecher, Christian )
• Synthese von Ratterkarten für Fräsprozesse mit hochtourig drehenden Spindel-Lager-Systemen unter Berücksichtigung gyroskopischer Effekte (Applicant Großmann, Knut )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Applicant Brosius, Alexander )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Applicant Olivier, Herbert )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Applicant Bach, Friedrich-Wilhelm )
• Untersuchung von Wirkzusammenhängen beim zwangssynchronisierten Walzprozess hochgenauer Verzahnungen zur Prognose von Qualitätsparametern (Applicant Neugebauer, Reimund )
• Vorhersage der Prozess-Maschine-Wechselwirkungen bei Pendel- und Schnellhubschleifprozessen (Applicant Klocke, Fritz )

• Spokesperson: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena