SPP 1204:  Algorithmen zur schnellen, werkstoffgerechten Prozesskettengestaltung und -analyse in der Umformtechnik

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13758651

Mit dem Schwerpunktprogramm sollen Arbeiten auf den Gebieten der Umformtechnik, der Werkstofftechnik und der Mathematik durchgeführt werden, die Grundlagen für die werkstoffbezogene Modellierung von Prozessen beinhalten. Die Aktivitäten haben das Ziel, schnelle Algorithmen zur Simulation der Vorgänge während der Herstellung und Weiterverarbeitung in der Umformtechnik zu entwickeln. So soll die Möglichkeit geschaffen werden, auf die jeweiligen produktbezogenen Prozesse abgestimmte Simulationssysteme aufzustellen und mit deren Hilfe die einzelnen Teilprozesse oder die gesamte Prozesskette vom erstarrten Zustand bis zum Bauteil ganzheitlich unter Berücksichtigung der Werkstoffevolution schnell zu betrachten, zu analysieren und zu gestalten. Die Analyse kann in Richtung der Produktfertigung oder invers möglich sein. Die Simulationssysteme sollen gleichzeitig zur Steuerung und zur Regelung von umformtechnischen Anlagen der einzelnen Teilprozesse eingesetzt werden können.
Die schnelle Einflussnahme in den einzelnen Teilprozessen auf die jeweiligen Produktqualitäten, die Prozessstabilität, den Material- und Energieeinsatz sowie die Anlagenerfordernisse und -konfiguration soll durch Entwicklung entsprechender Modelle zur Veränderung der geometrischen Toleranzen, der Oberflächengüte, des Gefügeaufbaus und der daraus resultierenden mechanischen und technologischen Eigenschaften möglich sein. Die Modelle werden in Systeme eingebaut, die es gestatten sollen, Werkstoffe und Produkte entsprechend der Beanspruchung im Einsatzgebiet zu kreieren und deren Potenzial optimal zu nutzen.
Der interdisziplinäre Charakter der Aufgabenstellung wird den Wissensaustausch zwischen Arbeitsgruppen aus den verschiedenen Richtungen fördern. Mit dieser Strategie sollen die bisherigen Informationsverluste, wie sie z.B. an der traditionellen Schnittstelle zwischen der Halbzeugfertigung und der Weiterverarbeitung beziehungsweise Bauteilverhalten existieren, überwunden werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Belgien

Projekte

• Entwicklung eines Prozessmodells zur Online-Optimierung von Freiformschmiedungen großer Blöcke (Antragsteller Hirt, Gerhard )
• Entwicklung und schnelle Optimierung von komplexen Mikrostrukturmodellen für die Steuerung von Umformprozessen in realer Zeit unter Nutzung von schnellen Untersuchungsmethoden (Antragsteller Lehmann, Gunter ;  Rafaja, David )
• Koordinierungsaufgaben im Schwerpunktprogramm "Algorithmen zur schnellen, werkstoffgerechten Prozesskettengestaltung und -analyse in der Umformtechnik" (Antragsteller Kawalla, Rudolf )
• Modellierung und Regelung der Ausformung komplexer Rohrbauteile unter optimierter Nutzung der Martensitbildung bei austenitischen Edelstählen (Antragstellerinnen / Antragsteller Christ, Hans Jürgen ;  Engel, Bernd ;  Weinberg, Kerstin )
• Modellierung und Simulation der anisotropen Werkstoffentwicklung innerhalb der Prozesskette Kaltwalzen von Bändern und Blechen unter dem Aspekt der Prozeßoptimierung und online - Steuerung (Antragsteller Ernst, Ph.D., Oliver ;  Kawalla, Rudolf ;  Seefeldt, Marc )
• Schnelle, physikalisch-basierte Algorithmen zur prozessbegleitenden Berechnung von Textur und Anisotropie bei der Feinblech-Herstellung aus Stahl (Antragsteller Raabe, Dierk )
• Simulation, Optimierung und Regelung von Gefügebildung und mechanischen Eigenschaften beim Warmwalzen von Mehrphasenstählen (Antragsteller Bleck, Wolfgang ;  Hömberg, Dietmar )
• Simulationssystem zur schnellen Analyse des mehrstufigen Warmwalzens von Band und Stabstahl-Draht (Antragsteller Kawalla, Rudolf )
• Transfer eines Prozessmodells zur Online-Optimierung von Freiformschmiedungen großer Blöcke (Antragsteller Hirt, Gerhard )
• Zeiteffiziente Prozesskettenmodellierung und -berechnung in der Blechumformung und -verarbeitung (Antragsteller Schaper, Mirko ;  Svendsen, Robert ;  Tekkaya, A. Erman )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Rudolf Kawalla