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TRR 10:  Integration von Umformen, Trennen und Fügen für die flexible Fertigung von leichten Tragwerkstrukturen

Fachliche Zuordnung Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Förderung Förderung von 2003 bis 2014
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485733
 
Die Entwicklungen in der Automobilindustrie werden u.a. von gesetzlichen Rahmenbedingungen und veränderten Kundenansprüchen beeinflusst. Der Gesetzgeber fordert zum einen die Verringerung CO2-Ausstoßes, zum anderen müssen die gestiegenen Crash-Anforderungen erfüllt werden. Der Kunde hingegen erwartet von seinem Fahrzeug mehr Sicherheit und höheren Ausstattungskomfort. Weiterhin werden aufgrund individueller Konsumwünsche verstärkt neue Fahrzeugkonzepte nachgefragt.
Unabhängig vom Werkstoff gibt es gerade bei den sehr kleinen Stückzahlen noch keine wirtschaftlich sinnvolle Prozesskette zur Fertigung von leichten Rahmenstrukturen. Einerseits amortisieren sich die Form gebenden Werkzeuge der konventionellen Prozesskette nicht, andererseits ist der Einmalaufwand zur Erzielung der gewünschten Fertigungsqualität noch zu hoch, so dass vielfach eine manuelle Fertigung unumgänglich ist, die ihrerseits wieder hohe Kosten verursacht.
Ziel ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen und Methoden zur Gestaltung von integrierten Prozessketten für die automatisierte und produktflexible Kleinserienfertigung leichter Tragwerksstrukturen zu erarbeiten. Dies soll mittels durchgängig integrierter Simulation und Einbeziehung der Konstruktion zur Reduktion der Fertigungskosten durch Rationalisierung bei gleichzeitiger Steigerung der Flexibilität führen. Es wird ein Beispiel gebender Weg für die Verbindung von Umformen, Trennen und Fügen durch eine idealisierte Prozesskette zur flexiblen Fertigung leichter Tragwerksstrukturen aufgezeigt. Diese Prozesskette wird exemplarisch durch ausgewählte Verfahren mit großem Zukunftspotenzial realisiert. Hierzu dient bei den umformenden Verfahren das Strangpressen gerundeter Profile. Beim Trennen werden das fliegende Schneiden unmittelbar nach dem Strangpressvorgang, das Einbringen von Bohrungen und die Endenbearbeitung zur Fügestellenvorbereitung betrachtet. Das Fügen der Profile zur Gesamtstruktur erfolgt exemplarisch durch Laserstrahlschweißen sowie durch umformtechnisches Fügen mit Wirkmedien und Wirkenergien.
Zur Integration der Prozesskette sind Untersuchungen zur Verkettung der einzelnen Teilprozesse durch stückzahl-, varianten- und konfigurationsflexible Greif-, Handhabungs- und Bearbeitungstechniken sowie die Bereitstellung einer geschlossenen Simulationskette vom Umform- bis zum Fügeprozess erforderlich. Um die Probleme aufzuzeigen und die Ergebnisse zu veranschaulichen, wurde als Demonstrator der BMW C1-Spaceframe gewählt.
DFG-Verfahren Transregios

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Dortmund
 
 

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