Sonderforschungsbereich / Transregio 10


 

Art

Forschungsinstitut

Schwerpunkte

Ziel des Transregios ist, die wissenschaftlichen Grundlagen und Methoden zur Gestaltung von integrierten Prozessketten für die automatisierte und produktflexible Kleinserienfertigung leichter Tragwerkstrukturen zu erarbeiten. Die konkrete Frage ist: Wie kann die Herstellung leichter Rahmenstrukturen zum Beispiel in sogenannten Aluminium-Spaceframes so gestaltet werden, dass eine wirtschaftliche Fertigung auch in sehr kleinen Stückzahlen möglich ist. Kernaspekte sind dabei eine weitgehende Flexibilität in der Fertigungstechnik zu erreichen und die Prozesskette durchgängig in der Simulation abzubilden, um die Verkettung der Fertigungsschritte optimal zu gestalten. Im Rahmen des Transregio wird ein beispielgebender Weg für die Verbindung von Umformen, Trennen und Fügen durch eine idealisierte Prozesskette zur flexiblen Fertigung leichter Tragwerkstrukturen aufgezeigt. Diese Prozesskette wird exemplarisch durch ausgewählte Verfahren mit großem Zukunftspotenzial realisiert.

Ausgangspunkt der Prozesskette ist das Fertigungsverfahren "Runden beim Strangpressen", das am Institut für Umformtechnik und Leichtbau patentiert, entwickelt und erforscht wurde und das parallel in einem vierjährigen Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zur Industriereife entwickelt wird. Zusätzliches Leichtbaupotenzial ergiebt sich durch die Herstellung von verbundverstärkten Profilen.

Beim Trennen werden das fliegende Schneiden unmittelbar nach dem Strangpressvorgang, das Einbringen von Bohrungen und die Endenbearbeitung zur Fügestellenvorbereitung betrachtet.

Das Fügen der Profile zur Gesamtstruktur erfolgt exemplarisch durch Laserstrahlschweißen sowie durch umformtechnisches Fügen durch gesenkfreies Innenhochdruckfügen oder mithilfe der Elektromagnetischen Umformung.

Zur Realisierung einer bestmöglichen Integration innerhalb der Prozesskette sind Untersuchungen zur Verkettung der einzelnen Teilprozessschritte durch stückzahl-, varianten- und konfigurationsflexible Greif-, Handhabungs- und Bearbeitungstechniken sowie der Bereitstellung einer geschlossenen Simulationskette vom Umform- bis zum Fügeprozess erforderlich.

Die erweiterte, auch Konstruktion und Qualitätssicherung einschließende Prozesskette macht es erforderlich, Rückkopplungen der Fertigungstechnologien und der Bauteileigenschaften in den Konstruktionsprozess einzubeziehen, über die werkstoffkundliche Prüfung und Bewertung des Prozessergebnisses die Prozessparameter zu optimieren und dadurch die Qualität des Produkts zu steigern.

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