Teilprojekt B4

B4 | Integration von Funktionsmaterialien

Aufgrund von Unsicherheit in der Entwicklungs- und Nutzungsphase sind lasttragende Systeme des Maschinenbaus oft über- oder gar unterdimensioniert. Falsch eingeschätzte Lastszenarien, unberücksichtigte Einflussfaktoren oder Alterungserscheinungen führen zu unzureichend ausgelegten Bauteilen. Ein Lösungsansatz ist die Erweiterung der Funktionalität der mechanischen Bauteile um sensorische und aktuatorische Fähigkeiten. Damit kann Unwissen vermindert oder die Anpassungsfähigkeit erweitert werden. Das Teilprojekt „Integration von Funktionsmaterialien“ zielt auf die umformtechnischen Grundlagen für die struktur- und prozesskonforme Integration sensorischer und aktiver Komponenten.

Während in der ersten Förderperiode die reine Machbarkeit zur schädigungsfreien Integration von Funktionsmaterialien bewiesen wurde, konnte in der zweiten Förderperiode die Erfassung von Bauteildehnungen zur Prozessüberwachung genutzt werden. In der dritten Förderperiode werden nun die während der Umformung erfassten Bauteilsignale genutzt, um trotz schwankender Eingangsgrößen eine gleichbleibende Produktqualität zu erreichen, wozu Regelungsansätze hinterlegt werden. Außerdem werden neue Ansätze zur Beherrschung von Modellunsicherheit im Herstell- und Nutzungsprozess abgeleitet, die sich aus der Möglichkeit zur Erfassung von Bauteilsignalen ergeben. Die axial-wirkenden Sensorbauformen der ersten beiden Förderperioden werden durch drehmoment-erfassende Sensoren erweitert, wofür eine Anpassung der Kontaktflächen erforderlich wird.

Schematische Darstellung des Rundknetprozesses
Schematische Darstellung des Rundknetprozesses
Umformsimulation des Fügevorgangs. Links: Vergleich der simulierten und gemessenen Kraftverläufe. Rechts: Vergleich dreier Schnittansichten zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Prozesses.
Umformsimulation des Fügevorgangs. Links: Vergleich der simulierten und gemessenen Kraftverläufe. Rechts: Vergleich dreier Schnittansichten zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Prozesses.
Name Tel. E-Mail
Teilprojektleiter
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche-23143
 
Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen
Nassr Al-Baradoni, M.Sc.-23187