Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Tryout-Manager für die Blechumformung

Ziel des Forschungsvorhabens ist es eine Datenbasis aufzubauen, welche es ermöglicht die Korrekturschleifen der Werkzeugeinarbeitung zu reduzieren. Des Weiteren soll der Tryout-Manager in der Lage sein, deterministische und stochastische Abweichungen zu trennen und für die deterministischen Anteile geeignete Kompensationsstrategien aufzeigen. Eine systematische Abweichungsanalyse ist ebenso Teil des Tryout-Managers, wie auch die Generierung von Wirkflächenvorschlägen zur Verringerung von Maßabweichungen. Um die notwendige Vergleichbarkeit von Simulationsdaten, Konstruktionsdaten und Messdaten sicherzustellen, wird ein kontrollpunktbasiertes Ersatzmodell entwickelt. Des Weiteren wird eine exemplarische GUI für den Tryout-Manager entworfen und anschließend in realen Versuchen die Wirksamkeit untersucht. Darüber hinaus werden die Forschungsergebnisse auch auf bereitgestellte Datensätze aus der Industrie übertragen, um so einen breiteren Nutzerkreis ansprechen zu können. Nach der erfolgreichen Umsetzung des Forschungsvorhabens steht ein Tool zur Verfügung, welches die Anwender befähigt Maßabweichungen systematisch zu korrigieren. Durch den Einsatz des Tryout-Managers können die Kosten für die Werkzeugeinarbeitung und die Anzahl der Korrekturschleifen reduziert werden. Durch die universellen Einsatzmöglichkeiten und die Unabhängigkeit des Tryout-Managers von der Bauteilgröße liefert der Einsatz erhebliches Potential für die KMU der Blechumformung. Darüber hinaus erhöhen die KMU das Prozessverständnis und stärken ihre Kompetenzen sowie ihre Wettbewerbsfähigkeit.

Ergebniszusammenfassung:

Das Forschungsvorhaben zur Entwicklung eines Tryout-Managers mit dem Ziel, die Einarbeitungszeit durch strukturierte Datenerfassung und systematische Auswertung zu reduzieren, war erfolgreich. Der das erarbeitete Vorgehen des Tryout-Manager ermöglicht den Vergleich von während des Werkzeugherstellungsprozesses entstehenden Daten und die Unterscheidung von Maßabweichungen hinsichtlich ihrer Stochastik und Deterministik durch die Integration von Simulationsdaten, welche im frühen Entwicklungsstadium entstehen.

Um dies zu erreichen, wurden eine durchgängige Kontrollpunktdarstellung und konkrete Zuordnungsalgorithmen entwickelt, um eine konsistente Vergleichbarkeit sicherzustellen, Abweichungen systematisch zu analysieren und den Einarbeitungsprozess zu optimieren.

Die Darstellung der untersuchten tiefgezogenen Bauteile mithilfe von B-Spline-Oberflächen hat sich als effektive Methode erwiesen. B-Spline-Oberflächen sind eine mathematische Darstellungstechnik, die es ermöglicht, komplexe Formen präzise und flexibel zu modellieren. Bei tiefgezogenen Bauteilen handelt es sich um Komponenten, die aus flachen Blechen durch Umformung in eine gewünschte dreidimensionale Form hergestellt werden. Die Verwendung von B-Spline-Oberflächen ermöglicht eine genaue Erfassung und Darstellung dieser gekrümmten Oberflächen, die bei diesem Umformprozess entstehen.

Durch diesen Schritt konnte die Datenmenge der Oberflächenbeschreibungen um einen Faktor von bis zu 341 reduziert werden. Mit der in diesem Projekt erarbeiteten Vorgehensmethodik kann eine höhere Statistik bei geringerer Rechenzeit betrachtet werden. Durch den Tryout-Manager können direkt neue Werkzeuggeometrien im CAD-Format exportiert werden. Diese dienen als Grundlage für die Dokumentation und Erarbeitung einer Werkzeugüberarbeitungsstrategie. Durch die Implementation des Codes, der während der Projektlaufzeit entstanden ist, können Softwarehersteller ihr Portfolio erweitern.