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SFB 708:  3D-Surface Engineering für Werkzeugsysteme der Blechformteilefertigung - Erzeugung, Modellierung, Bearbeitung

Fachliche Zuordnung Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Informatik, System- und Elektrotechnik
Maschinenbau und Produktionstechnik
Förderung Förderung von 2007 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 16071898
 
Die Herstellung hochfester Strukturelemente aus Blech für die Automobil- und Luftfahrtindustrie mittels umformtechnischer Fertigungsverfahren erfordert den Einsatz von leistungsfähigen Werkzeugsystemen. Diese müssen einerseits hohe Standzeiten bei der Umformung von hochfesten Stahlblechen in der Mittel- bzw. Großserienfertigung gewährleisten können. Andererseits erfordert die Erzielung einer hohen und gleichbleibenden Bauteilqualität auch eine hohe Formgenauigkeit und Oberflächengüte bei den eingesetzten Werkzeugen. Diese Eigenschaften müssen die Werkzeuge, welche in der Regel eine sehr komplexe Geometrie aufweisen, auch über eine große Anzahl an Umformvorgängen erhalten. Die Entwicklung und Fertigung von Umformwerkzeugen ist ein äußerst zeit- und kostenintensiver Prozess. Ein frühzeitiger Werkzeugverschleiß führt nicht nur zum Verlust der Abbildungsgenauigkeit bei den Blechformteilen, sondern mit fortschreitendem Verschleiß auch zum Maschinenstillstand. Neben dem Austausch der Werkzeuge verursacht auch die Nacharbeit fehlerhaft geformter Blechteile z.T. erhebliche Kosten. Vor diesem Hintergrund kommt der optimalen Auslegung von Umformwerkzeugen, vor allem hinsichtlich ihrer Verschleißbeständigkeit und ihrer Abbildungsgenauigkeit, eine besondere Bedeutung zu. Um der genannten Problemstellung entgegenzutreten, entwickelt und erforscht der SFB 708 eine neuartige Fertigungsmethodik zur wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Herstellung hochverschleißfester Werkzeugoberflächen für die Umformtechnik auf Basis konturnah applizierter thermisch gespritzter Schichten. Die neuartige Fertigungsmethode des Augmented 3D-Surface-Engineering¿ ist durch die zusätzliche durchgängige virtuelle Modellierung aller Fertigungsschritte gekennzeichnet. Der Zweck der virtuellen Modellierung ist die praktikable Verbindung eines breiten Spektrums von Fertigungsverfahren der Oberflächentechnik bestehend aus Fräsen, thermischen Spritzen, sowie Walzen und Schleifen zu einer Fertigungsprozesskette sowie die simulationsbasierte Validierung des Umformens mit dem resultierenden Werkzeug. Die virtuelle Modellierung dient neben der iterationsarmen Herstellung eines qualitativ hochwertigen Werkzeugs der Reduktion, bzw. im Idealfall der völligen Elimination von Trial-and-Error-Versuchen. Das übergeordnete Ziel des SFB 708 ist die Realisierung des Augmented 3D-Surface-Engineering zur Herstellung von beschichteten Umformwerkzeugen. Damit ist eine Vielzahl zu lösender anspruchsvoller Forschungsfragen der Werkstofftechnik, der Fertigung, der Umformung, der mathemischen Modellierung, der Simulation und Optimierung sowie der effizienten Algorithmen und Datenstrukturen verbunden, die Gegenstand der Teilprojekte des SFB sind. Um dies zu ermöglichen, liegt die Besonderheit des SFBs in der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Ingenieur- und Methodenwissenschaftlern aus den Bereichen Maschinenbau, Mathematik, Informatik und Statistik an der TU Dortmund.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Dortmund
 
 

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