Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Aufbau einer Methode zur Erkennung von Verschleißzuständen in mehrstufigen Blechumformprozessen anhand In-situ aufgezeichneter Prozessgröße

Bei in der Blechbearbeitung tätigen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) hat die effiziente und leistungsfähige Verarbeitung von Blechbauteilen einen wesentlichen Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit. Verschleiß nimmt hier eine Schlüsselrolle ein: Durch den Verschleiß von Werkzeugen kann es zu einer deutlichen Zunahme von Ausschuss kommen, zugleich verschlechtert sich die Qualität der Endprodukte. Stand der Technik ist die Vorhersage des Verschleißzustandes auf der Grundlage analytischer Modelle. Diese besitzen jedoch keine Rückkopplung zum Prozess und geben keinen Hinweis auf besonders sensitive Parameterschwankungen von Prozess-, Anlagen- und Halbzeuggrößen. Aus der Praxis ist bekannt, dass verschiedene Verschleißzustände auftreten, die zeitlich und/oder räumlich deutlich schwanken können. Diese Zustände sind vor allem bedingt durch adhäsiven Verschleiß und eine Veränderung des tribologischen Systems. Ziel dieses Forschungsantrages ist es daher, Verschleißzustände zeitlich und räumlich aufgelöst durch die Entwicklung physikalischer Echtzeitmodelle unter Berücksichtigung von In-situ Prozessgrößen zu identifizieren und für die industrielle Anwendung zu qualifizieren. Dabei sollen die Verschleißart und der Verschleißort identifiziert sowie die Beschreibung des aktuellen tribologischen Systems möglich sein. Darüber hinaus sollen Zusammenhänge zwischen den Bauteileigenschaften und dem Verschleißzustand aufgedeckt werden. Die Echtzeitfähigkeit des Verschleißmodells dient schließlich als Grundlage für die Unterstützung von Fachpersonal bei der verschleißbedingten Wartung sowie Anpassung des Werkzeuges.

Die wirtschaftliche Bedeutung wurde von einem Teilnehmer der EFB Vorbewertung wie folgt zusammengefasst:

“Werkzeugverschleiß ist eine wesentliche Ursache für Qualitätsprobleme und Maschinenstillstandszeiten und für alle im Stanz-Biege-Bereich tätigen Unternehmen ein Kostentreiber.”