Detailseite
Projekt
Methode zur Auslegung von Formwerkzeugen zum Rotationszugbiegen von Bogen-in-Bogen Geometrien
Fachliche Zuordnung
Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520256321
Das Rotationszugbiegen (RZB) ist ein diskontinuierliches, formgebundenes Umformverfahren zur Herstellung von Biegebauteilen mit kleinen Radien. Die Wirkflächen der Formwerkzeuge werden heute auf der Grundlage von Finite Elemente (FE) Simulationen unter Einbeziehung von Erfahrungswissen ausgelegt. Im Prozess kommt es zu Abweichungen zwischen der berechneten und der realen Bauteilgeometrie. Gründe sind nicht im Modell berücksichtigte physikalische Effekte, deren Wechselwirkungen und instationäre Effekte im Umformsystem. Dies wirkt sich insbesondere bei Bogen-in-Bogen Geometrien aus, bei denen sich zwei Bögen ohne gerades Zwischenstück aneinanderreihen. Für die zweite Biegung muss die Kontur des ersten Bogens in der Kavität der Klemmeinheit, den Formspannbacken, vorgehalten werden. Zur Erfassung des multiphysikalischen Prozessgeschehens werden Sensoren in Umformprozesse integriert. Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojektes ist es, auf der Grundlage von Sensordaten, Daten aus FE-Simulationen und Erfahrungswissen Wirkflächen von Formspannbacken auszulegen, die zu robusteren Prozessen führen. Das Ziel der ersten Förderperiode (1. FÖP) ist digitale Repräsentation (Forschungsschwerpunkt A) sowie die darauf aufbauende datengetriebene, erklärbare Modellierung des Biegeprozesses (Forschungsschwerpunkt C). Zielgrößen aus umformtechnischer Sicht ist die Bauteilgeometrie in Bezug auf Form- und Lageabweichungen sowie die Bauteilkontur im potenziellen Gebiet der Faltenbildung. Der Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS) ist verantwortlich für die numerische Modellierung des Biegeprozesses, die Ermittlung sensitiver Prozessgrößen, die zu schwankenden Qualitätsmerkmalen des Bauteils führen, die Auswahl und Implementierung geeigneter Sensoren in das Umformsystem sowie die Entwicklung einer automatisierten, zeitsynchronisierten Messperipherie. Weiterhin wird eine Methode zur Parametrierung von Formspannbacken unter Berücksichtigung von Umformsystemparametern und realer Bauteilgeometrien entwickelt. Damit wird die Grundlage für die Gestaltung verbesserter Wirkflächendesigns mittels datengetriebener Prozessmodellierung in der 2. FÖP geschaffen. Der Lehrstuhl für Ubiquitous Computing (IUC) entwickelt eine Digitalisierung des Prozesses in Form eines Erfassungssystems, das mit Sicht auf die 2. FÖP in der Lage ist, die Prozessdaten, das Erfahrungswissen und die Simulationsmodelle zu kombinieren. Dies erfordert insbesondere eine Adaption datengetriebener und visualisierbarer Modelle für das RZB, ein spezifisches Feature-Engineering sowie Klassifikations- und Regressionsverfahren basierend auf Random Forest Methoden. Die Arbeiten enden mit einer Sammlung von nachvollziehbaren Referenzdatensätzen mit der datenbasierten Repräsentation der Prozessfolge und ersten Adaptionen von Methoden zur Erklärbarkeit in der Kombination mit Domänenwissen und der erlernten Analyseergebniss.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Großgeräte
Optisches Messystem zur Erfassung der Bauteilgeometrie
Gerätegruppe
5450 Photographische Spezialkameras (Luftbild-, Registrier-, Stereo-, außer
