SFB 666:  Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung - Entwicklung, Fertigung, Bewertung

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13000367

In dem Sonderforschungsbereich sollen Methoden, Verfahren und Anlagen entwickelt werden, mit deren Hilfe verzweigte Strukturen in integraler Blechbauweise im Hinblick auf ihre Funktion und Beanspruchung optimiert dargestellt werden können. Die Forschungstätigkeiten zielen auf neue Methoden der Entwicklung multifunktionaler Produkte und auf völlig neue Fertigungsmöglichkeiten. Die Forschungsarbeiten erstrecken sich von der Definition der Anforderungen über die Produktgestaltung und -herstellung bis hin zur Produktbewertung und schließen auch die virtuelle Produktentwicklung ein.
Das Vorhaben gliedert sich in die drei Bereiche Produktentwicklung, Fertigung und Bewertung. In enger Kooperation verfolgt der Sonderforschungsbereich das gemeinsame Ziel mit den Methoden der Mathematik, des Maschinenbaus und der Materialwissenschaften. Im Bereich Produktentwicklung entstehen in der ersten Phase neue Verfahren der algorithmisierten Produktentwicklung unter Einbeziehung mathematischer Optimierung und der Graphentheorie. Mit den entwickelten Modellen sollen die unter vorgegebenen Randbedingungen optimalen Produkte automatisiert berechnet werden. Als Randbedingungen werden dabei identifizierte Anforderungen an das Produkt, funktionale Aspekte und die Möglichkeiten der Fertigungstechnik berücksichtigt. Später wird die gesamte virtuelle Produktentstehung in einem konsistenten digitalen Prozessnetz abgebildet.
Zur Umsetzung der gefundenen Lösungen in reale Produkte werden Verfahren geschaffen, mit denen verzweigte Strukturen in integraler Bauweise aus Blechen gefertigt werden können. Neuartige Spaltprozesse in Verbindung mit spanenden und fügenden Verfahren ermöglichen hierbei die Realisierung von Produktklassen mit völlig neuen Eigenschaften, wobei bislang vorhandene fertigungsbedingte Restriktionen aufgelöst werden sollen. Ergebnisse aus Produktoptimierung und -bewertung dienen der zielgerichteten Weiterentwicklung produktionsgerechter Fertigungsprozesse. In der ersten Phase liegt der Schwerpunkt auf der Fertigung profilartiger Bauteile in kontinuierlichen Prozessen.
Die Produkte werden hinsichtlich multifunktionaler Eigenschaftsprofile mit experimentellen und numerischen Methoden bewertet und optimiert. Zunächst liegt der Fokus auf mechanischen Kriterien wie Stabilität und Betriebsfestigkeit. In späteren Phasen sollen auch Funktionen aus den Bereichen Thermodynamik und Strömungsmechanik untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Transformation von Marktanforderungen in Produkteigenschaften (Teilprojektleiter Gramlich, Sebastian ;  Kirchner, Eckhard A. )
• A02 - Mathematische Modelle und Algorithmen zur automatisierten Produktentwicklung flächiger und verzweigter Blechbauteile (Teilprojektleiter Pfetsch, Marc Emanuel ;  Ulbrich, Stefan )
• A03 - Optimale Verzweigungsstrukturen unter Fertigungsrestriktionen (Teilprojektleiter Martin, Alexander )
• A04 - Entwicklung von Modellierungsfunktionen für flächige Bauteile (Teilprojektleiter Anderl, Reiner )
• A05 - Informationsmodell zum Simultaneous Engineering für flächige Blechbauteile mit verzweigten Strukturen (Teilprojektleiter Anderl, Reiner )
• A06 - Simulationsbasierte Optimierungsverfahren für das Tiefziehen verzweigter Strukturen (Teilprojektleiter Ulbrich, Stefan )
• B01 - Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Spaltprofilieren (Teilprojektleiter Groche, Peter )
• B02 - Grundlagen des Spaltbiegens (Teilprojektleiter Groche, Peter )
• B03 - Spanende Bearbeitung am Coilmaterial durch Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (Teilprojektleiter Abele, Eberhard )
• B04 - Herstellung verzweigter Bauteile durch integrierte Umform-, Zerspan- und Fügeoperationen (Teilprojektleiter Abele, Eberhard ;  Groche, Peter )
• B05 - Tiefziehen verzweigter Bleche (Teilprojektleiter Groche, Peter )
• B06 - Technologien der Randschichtmodifikation von Spaltprofilen (Teilprojektleiter Heilmaier, Martin ;  Müller, Clemens )
• C01 - Gefüge und mechanische Eigenschaften verzweigter Blechstrukturen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Müller, Clemens ;  Xu, Bai-Xiang )
• C02 - Einbindung neuer mathematischer Methoden zur Bewertung der Betriebsfestigkeit integraler Blechbauweisen (Teilprojektleiter Hanselka, Holger ;  Kohler, Michael ;  Melz, Tobias )
• C03 - Rechnergestützte Bauteiloptimierung durch numerische Prozesskettenanalyse und numerische Betriebsfestigkeitsuntersuchungen (Teilprojektleiter Groche, Peter ;  Hanselka, Holger ;  Kaufmann, Heinz ;  Ulbrich, Stefan )
• C04 - Transformation von technologischen Erkenntnissen in Produkteigenschaften und systematisches Ableiten von Innovationspotenzialen (Teilprojektleiter Birkhofer, Herbert )
• C05 - Bewertung der nachträglichen Umformbarkeit von Spaltprofilen (Teilprojektleiter Müller, Clemens )
• D01 - Entwicklung, Bewertung und Optimierung von Führungssystemen mit spaltprofilierten Laufflächen (Teilprojektleiter Hanselka, Holger ;  Kloberdanz, Hermann ;  Lipp, Klaus )
• D02 - Systematische Generierung von Flächentragwerken (Teilprojektleiter Schäfer, Stefan )
• MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Bruder, Enrico )
• T01 - Beherrschen von Toleranzfeldern beim Spalt- und Walzprofilieren (Teilprojektleiter Groche, Peter )
• T02 - HSC - Bandkantenbearbeitung in der Rohr- und Pipelineindustrie (Teilprojektleiter Abele, Eberhard )
• T03 - Abschätzung zyklischer Kennwerte für Aluminium (Sprüh- und Knetlegierungen) mittels künstlich neuronaler Netze unter Einbindung metallographischer und fertigungstechnischer Kenngrößen (Teilprojektleiter Hanselka, Holger )
• T04 - Bewertung der Betriebsfestigkeit unter Berücksichtigung von fertigungsbedingten Einflüssen und variablen Beanspruchungsamplituden (Teilprojektleiter Hanselka, Holger ;  Melz, Tobias )
• T05 - HSC-Frässtrategien für die Bearbeitung von Schienenoberbaumaterial in der Gleisbauindustrie (Teilprojektleiter Abele, Eberhard )
• T07 - Stegblechumformung für den Karosseriebau (Teilprojektleiter Groche, Peter )
• Z - Zentrale Aufgaben (Teilprojektleiter Groche, Peter )

• Antragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Peter Groche