Kinematische Schmelzbadbeherrschung für die additive Fertigung mit Hochleistungswerkstoffen im Lichtbogenschweißverfahren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Burkhard Corves; Professor Dr.-Ing. Uwe Reisgen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442454814

Im Hinblick auf ressourcenschonende Produktion und erweiterte Leichtbaustrategien eröffnet die additive Verarbeitung (AF) von Hochleistungswerkstoffen mit dem Wolfram-Inertgas-(WIG)-Schweißverfahren neue Möglichkeiten hinsichtlich Abschmelzleistung und damit der Wirtschaftlichkeit. Von Nachteil ist, dass das Verfahren bezüglich der erzeugbaren geometrischen Komplexität der Bauteile sehr eingeschränkt ist. Ziel des Projektes ist es, ein neuartiges Konzept zur Bauteilmanipulation zu entwickeln um eine weitestgehend restriktionsfreie additive Fertigung komplexer Bauteile zu erweitern. Wesentlicher Bestandteil dieser additiven Fertigungsstrategie ist die kinematisch-elektrische Schmelzbadbeherrschung mittels bauteilintegrativer Handhabung. Charakteristisch für dieses Projekt ist folglich die interdisziplinäre Fusion der Wissenschaftsgebiete Schweißtechnik und Robotik. Durch eine grundlegende Prozessanalyse charakteristischer Schweißbahnen für die additive Fertigung mit dem WIG-Schweißverfahren soll ein tiefgreifendes Verständnis über das Schmelzbadverhalten im Hinblick auf kinematische und schweißtechnische Einflussparameter geschaffen werden. Hierbei wird ein Parameterraum systematisch hinterlegt, seine Grenzen abgesteckt und optimale Parameterkonstellationen ermittelt. Anschließend werden die ermittelten Daten genutzt um ein prädiktives Modell zur schnellen Parameterfindung für neuartige Schweißpfade und Produktionsbedingungen zu erstellen. Besonders wichtig ist dabei die zeitsynchrone integrale Planung, Optimierung und Regelung des Bewegungs- und Schweißprozesses.Am Beispiel eines komplexen Referenzbauteils werden diese Erkenntnisse validiert. Zum Abschluss des Projekts wird ein Wissensstand erreicht werden, der es erlaubt, im Rahmen eines Technologietransfers eine zügige Implementierung zu realisieren und damit bisherige ressourcenintensive Prozesse zu ersetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen