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T2 : Einsatz statistischer Methoden für die Prozessauslegung und Optimierung bei der Konturierung von Bauteilen durch Einziehen

 

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
Prof. Dr. Joachim Kunert

Kurzbeschreibung


Im Rahmen des Transferprojekts soll die Prozessauslegung und Optimierung des Einziehens, das eine spezielle Form des Drückprozesses darstellt, erfolgen. Dazu soll das im Teilprojekt C6 erworbene umfangreiche Erfahrungswissen über den Drückprozess genutzt werden und die dort erarbeiteten Methoden für das Einziehen adaptiert, erprobt und eingesetzt werden .


Das Einziehen dient zur Fertigung konturierter Bauteile mit lokal reduzierten Durchmessern und Hinterschnitten. Einsatzgebiete des Einziehens sind beispielsweise die Produktion von Antriebs- oder Getriebewellen, Komponenten für Räder und Power­train, Druckgasbehältern oder die Herstellung von Bauteilen im Bereich von Automobilabgassystemen (Katalysatorgehäuse) oder der Heiztechnologie (Brennerrohre). Weiterhin ist auch die Fertigung von Strukturbauteilen aus dem Karosseriebau zu nennen.

Das Einziehen bietet vielseitige Gestaltungsmöglichkeiten der Bauteilkontur aber auch sehr komplexe Möglichkeiten die Bauteilqualität zu beeinflussen. Da beim Einziehen wie beim Formdrücken ebenfalls mehrstufige Prozesse mit engen Prozessgrenzen und Instabilitäten vorliegen, herrschen vergleichbare Bedingungen wie in der bisherigen Arbeit des Teilprojekts C6. Die dort für das Formdrücken erarbeiteten Methoden, sowie das daraus über den Drückprozess verfügbar gemachte Wissen, sollen nun für die Anwendung in der Prozessauslegung und Optimierung des Einziehprozesses genutzt werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei die neuentwickelte adaptive, sequentielle Optimierungsprozedur (ASOP). Dieses ASOP wurde speziell auf die Problemstellung beim Formdrücken zugeschnitten. Somit konnte erstmalig ein Verfahren bereitgestellt werden, das eine effiziente Prozessoptimierung des Formdrückprozesses erlaubt. Ein weiter wesentlicher Aspekt ist der Einsatz von Meta-Modellen, die in der neuen Antragsphase des SFB im Teilprojekt C6 entwickelt werden sollen. Der Einsatz von Meta-Modellen erlaubt eine Interpolation der Prozesseigenschaften in der Baureihenfertigung.


Beide Verfahren sind auf die Anforderungen des Einziehens zu transferieren. Auf Seiten des ASOP beinhaltet dies eine Anpassung der Wünschbarkeitsfunktionen, der Ähnlichkeitsmaße und des Algorithmus zur Generierung sequentieller Versuchspläne, die effizient mit fehlenden Beobachtungen umgehen können. Bei der Meta-Modellierung ist die Anwendbarkeit der im Teilprojekt C6 entwickelten unterschiedlichen Ansätze zu überprüfen und zu übertragen.

Ergebnis soll eine praxisgerechte Bereitstellung der Methoden und der systematische Aufbau einer Datengrundlage für das ASOP sein. Hierzu sollen sequentielle experimentelle Arbeiten zur Prozessanalyse durchgeführt werden. Ein weiterer Aspekt ist die Robustifizierung des Einziehprozesses, wobei als Grundlage die im Teilprojekt C6 erarbeiteten Erkenntnisse zur robusten Prozesseinstellung dienen sollen.