P10: Eigenschaftsgeregelte mehrstufige Warmblechumformung

Unter der Zielstellung eine robuste, effiziente und gleichzeitig wandlungsfähige Produktion zu ermöglichen wird in dem Vorhaben eine Methode zur Herstellung von komplex gestalteten Blechbauteilen durch einen geregelten, mehrstufigen und temperaturunterstützten Umformprozess entwickelt. Mit der Technologie soll die Fertigung von mehrfach umgeformten Komponenten mit definierten Produkteigenschaften ermöglicht werden, wobei die Eigenschaften aus der Umformung und der simultanen thermischen Behandlung resultieren. Bisher ist die Fertigung solcher Produkte aufgrund der unbekannten Wechselwirkungen bei dem Zusammenspiel von thermischen und mechanischen Einflüssen Sonderanwendungen vorenthalten. In der Untersuchung wird zunächst eine Betrachtung der thermischen Einflüsse auf die umformtechnischen Teilprozesse wie das Biegen, Tiefziehen und Kragenziehen sowie der Wärmebehandlung selbst in Form einer Umwandlungshärtung erfolgen. Im Anschluss folgt die Analyse von Teilprozessen in einer zusammengesetzten Prozesskette mit der Wärmebehandlung. Zur Beherrschung der thermisch-mechanischen Interaktionen werden die charakterisierten Vorgänge in einem geschlossenen Regelkreis mit modellbasierter Zustandsschätzung eingestellt werden, um einzelne geometrische und mechanische Kennwerte zu adaptieren. Der Lösungsansatz sieht eine vereinfachte, analytische Beschreibung der isolierten Teilprozesse vor, die als Funktion der Temperaturverteilung und -historie definiert werden. Durch eine übergreifende thermische Modellierung soll die Wechselwirkung der Teilprozesse abgebildet werden, sodass eine modellbasierte Prädiktion der Produkteigenschaften parallel zum laufenden Fertigungsprozess mittels einer Zustands- und Störgrößenschätzung durch die Injektion der Messgrößen in das Modell ermöglicht wird.

ANSPRECHPARTNER

Institut für Umformtechnik und Leichtbau, Technische Universität Dortmund

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. A. Erman Tekkaya

Mitarbeiter: Juri MartschinJuri.Martschin(at)iul.tu-dortmund.de

 

Lehrstuhl für Regelungstechnik, CAU Kiel

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil.Thomas Meurer

Mitarbeiter: Daniel Klöser