Metamode-based consideration of the process chain in the mechanical joining of sheet metal components

Funding period:

Start: 1. June 2022
Ende: 31. May 2024

Abstract

Chargen- und Prozessschwankungen führen bei der Herstellung von Blechbauteilen zu Abweichungen der resultierenden Bauteileigenschaften, was nachfolgende Prozessschritte beeinflusst. Die Nutzung von mittels einer Prozessüberwachung akquirierten Daten bietet die Möglichkeit, Fertigungsprozesse in Abhängigkeit variierender Randbedingungen anzupassen und dadurch eine konstante Bauteilqualität sicherzustellen. Voraussetzung hierfür ist die Kenntnis über prozesskettenübergreifende Zusammenhänge.

In diesem Projekt wird die datenbasierte Prozessadaption anhand einer Prozesskette bestehend aus den Schritten Umformen, Spannen und Fügen untersucht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die gesamte Prozesskette mit Metamodellen abzubilden, welche mithilfe von automatisiertem maschinellem Lernen abgeleitet werden. Dies soll die Prognose der Bauteilqualität sowie die inverse Anpassung der Teilprozessparameter zum Ausgleich von Chargen- und Prozessschwankungen ermöglichen. Der Fokus am LFT liegt auf der umformtechnischen Bauteilherstellung mittels Tiefziehen. Die nachfolgenden Prozessschritte Spannen und Fügen werden am Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik (Fh-IGP) in Rostock respektive am Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn untersucht.

Ausgehend von der Definition der Modellanforderungen folgt die Datengenerierung für die Metamodellierung durch die Korrelation der Prozessdaten und Halbzeugeigenschaften mit den resultierenden Bauteileigenschaften. Die Prognose der Bauteileigenschaften nach dem Tiefziehen sowie die Modellierung der prozesskettenübergreifenden Zusammenhänge gestattet die Adaption der Prozessparameter beim nachfolgenden Spannen und Fügen. Die Abbildung der Prozesskette durch Metamodelle ermöglicht zudem die inverse Auslegung der Prozesskette durch die Definition der Anforderungen an den Fügepunkt. Grundlage für die Vernetzung der Teilprozesse ist die Definition geeigneter Schnittstellen zur Realisierung des prozessübergreifenden Datenaustauschs.

Research groups

• Manufacturing Processes

Publications