Optimierung und effiziente Prozessauslegung des flexiblen Rollsickens

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Groche
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501199248

Stetig kürzer werdende Produktlebenszyklen verlangen nach erhöhter Fertigungsflexibilität aufgrund zunehmender Produktdiversität. Gepaart mit einem steigenden ökologischen Bewusstsein und den damit verbundenen politischen Klimazielen motiviert dies den Einsatz individueller Bauteile mit anwendungsspezifisch ausgelegten Geometrien. Der Wandel von der konventionellen Massenproduktion hin zur seriellen Maßanfertigung stellt ein wichtiges Merkmal des aktuellen Trends der industriellen Fertigungslandschaft dar. Dieser Umschwung gemeinsam mit Ansätzen der Industrie 4.0 fordern die Neu- und Weiterentwicklung von Fertigungstechnologien. Flexible Prozesse ermöglichen neben der Fertigung verschiedener Produktvarianten an einer Anlage ohne Werkzeugwechsel auch die Herstellung lastorientierter Bauteile mit effizienter Materialausnutzung. In der Umformtechnik, genauer in der Profilherstellung, kann die belastungsangepasste Bauteilgestaltung durch veränderliche Materialdicken, Querschnittsformen und Querschnittsverläufe erreicht werden. Dieser konstruktive Leichtbau wurde forschungsseitig vorangetrieben, woraus verschiedene rollformartige Technologien zur Realisierung flexibler Blechprofile entstanden, die jedoch allesamt Limitationen hinsichtlich Geometrieflexibilität oder Wirtschaftlichkeit aufweisen.Im vorherigen DFG-Projekt "Herstellung mehrdirektional geweiteter Profile“ wurde das Fertigungsverfahren „Flexibles Rollsicken“ entwickelt und umgesetzt. Das neuartige Umformverfahren ermöglicht die kontinuierliche Produktion von Profilen mit individuell gestaltbarem, anwendungsorientiertem Höhenverlauf des Profilquerschnitts. Die Erweiterung der Designfreiheit in der Profilbauweise ermöglicht die Substitution bestehender Komponenten, beispielsweise in der PKW-Karosserie, durch höhenveränderliche Profile. In vorherigen Projekt wurden die praktischen Voraussetzungen durch die Realisierung einer prototypischen Versuchsanlage geschaffen. Aus den numerisch ermittelten Spannungs- und Dehnungsverteilungen und den Erkenntnissen experimenteller Studien wurden Bauteilfehler identifiziert, welche die Verfahrensgrenzen darstellen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Schaffung der anwendungsorientierten Grundlagen zur Erreichung der industriellen Akzeptanz des flexiblen Rollsickens. Zur Erreichung dieses Ziels wird das Verfahren hinsichtlich der Werkzeuggestaltung und Prozessführung optimiert. Darüber hinaus werden praktikable Methoden zur effizienten Prozess- und Bauteilauslegung, welche auf analytischen Modellen basieren, entwickelt und validiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen