Das digitale Abbilden einer Fertigungsprozesskette ermöglicht die Generierung eines vertieften Prozessverständnisses sowie eine langfristige Steigerung der Prozesseffizienz. Durch analytische, selbstlernende Ansätze können qualitätsrelevante Bauteileigenschaften prognostiziert und automatisiert angepasst werden. Dafür sind simulative Methoden hinzuzuziehen, bei welchen Daten aus der Qualitätssicherung integriert werden. Das Ziel des Projektes Poly-ProFiLEd ist das Vorliegen einer selbstlernenden, digitalen Prozesskette, welche Prozessstellgrößen anpasst um verzugsoptimiert große, strukturierte, dünnwandige Luftfahrtbauteile zu fertigen.
Die Deharde GmbH ist ein Zulieferer innerhalb der Luftfahrtbranche und hat das neuartige, inkrementelle Umformverfahren Polygon Forming entwickelt. Mit dieser Technologie ist es erstmalig möglich, in einer neu aufgestellten Prozesskette - vor dem Umformprozess - plane Halbzeuge mit einem kostengünstigen und präzisen 3-Achs-Fräsprozess zu bearbeiten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird diese von der Deharde GmbH neu aufgestellte Prozesskette untersucht. Mit dem Forschungsziel eine verzugsoptimierte Prozesskette für die Herstellung großer, dünnwandiger Luftfahrtbauteile vorliegen zu haben, müssen verzugsverursachende Eigenspannungen in der Prozesskette identifiziert werden. „Dabei müssen wir die realen Messdaten in digitale analytische Modelle integrieren, um Eigenspannungszustände anforderungsgerecht kontrollieren und prognostizieren zu können“, erläutert IFW-Mitarbeiter Fabian Schlenker
Nicht nur das ortsgenaue Prognostizieren von Eigenspannungszuständen im Halbzeug, sondern auch die ortsgenaue Ausgabe prozessinduzierter Eigenspannungen soll nach diesem Ansatz ermöglicht werden. Für die Digitalisierung des real ablaufenden Fräsprozesses in der Prozesskette wird die geometrisch-kinematische NC-Simulationssoftware IFW CutS dazu befähigt, fräsprozessinduzierte Eigenspannungen zu simulieren und abschließend kumuliert auszugeben. Das Beanspruchungskollektiv wird in einer nachgelagerten FEM-Analyse hinsichtlich des zulässigen Verzugs analysiert.
Am Ende der Prozesskette steht die Qualitätssicherung. Digitale und reale Ergebnisse werden genutzt, um mittels einer Informationsrückkoppelung die prozessinduzierten Eigenspannungen zielorientiert anzupassen.
Mit dem Poly-ProFiLEd-Projekt soll ein digitaler Werkstückzwilling aufgebaut werden, welcher selbstlernend und verzugsoptimiert Prozessstellgrößen anpasst. Die nachhaltige Verbesserung des Prozessverständnisses sowie die einsatzeffiziente Übertragung der digitalen Prozesskette auf die Herstellung komplexer Luftfahrtkomponenten soll gelingen. Eine kontinuierliche Prozessoptimierung kann damit unterstützt werden.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen Fabian Schlenker, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, unter Telefon +49 511 762 18162 oder per E-Mail unter schlenker@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.
