GRK 1483:  Prozessketten in der Fertigung: Wechselwirkung, Modellbildung und Bewertung von Prozesszonen

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik ; Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau ; Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 49352853

In den letzten Jahren ist die Bedeutung der Simulation in der Fertigungstechnik gewachsen. Die Vision der multiskaligen, prozessübergreifenden Simulation verspricht enorme Wettbewerbsvorteile, zum einen in der Fabrik- und Produktionsplanung, zum anderen in der Produktentwicklung. Diese Vorteile entstehen durch die Einsparung aufwendiger experimenteller Untersuchungen zur Ermittlung von Prozessparametern und durch eine signifikante Verkürzung der Produktentwicklungszeiten.
Strategien zur Simulation einzelner, isolierter Fertigungsprozesse sind bereits weit entwickelt und vielfach erfolgreich umgesetzt. Zwei entscheidende Entwicklungsschritte müssen jedoch noch erfolgen, bevor die simulationsbasierte Produktionsprozessentwicklung Realität werden kann:
(1) Die einzelnen Simulationsschritte müssen verknüpfbar gemacht werden, sodass ganze Prozessketten zuverlässig simuliert werden können, und
(2) das primäre Ergebnis der Simulation, der Bauteilzustand, muss in eine zuverlässige Prognose für das Bauteilverhalten unter Einsatzbedingungen überführt werden können.
Die zentrale Forschungsidee des Graduiertenkollegs ist es, Simulationsmethoden zur Beschreibung, Bewertung und Optimierung von Bauteilzuständen bei verketteten Fertigungsprozessen zu entwickeln und durch experimentelle Untersuchungen zu verifizieren. Die Arbeiten sollen sich somit primär auf solche Prozessketten konzentrieren, die vom Halbzeug zum fertigen Bauteil führen.
Wesentliche ingenieurwissenschaftliche Fortschritte mit hoher Anwendungsrelevanz werden durch eine konsequente Kombination von Prozessmodellierung und Werkstoffmodellierung einerseits und mit modernsten Methoden der experimentellen Prozessanalyse und der mikrostrukturellen und mechanischen Bauteilcharakterisierung andererseits erwartet. Prozessketten, die vom Halbzeug zum Bauteil führen, werden in Laborexperimenten in allen relevanten Prozessschritten abgebildet. Parallel hierzu wird die zugehörige Simulationskette aufgebaut, wobei zum Abgleich zwischen Experiment und Simulation die experimentelle Charakterisierung der Evolution des Halbzeug- bzw. Bauteilzustands erfolgt. Das Forschungsprogramm gliedert sich in drei Themenbereiche: A. Prozessketten bei der Blechbauteilfertigung, B. Kombinationen unterschiedlicher Fertigungsprozesse für Massivbauteile und C. Simulationstechniken für Prozessketten.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Beteiligte Institution: Hochschule Karlsruhe - ; Technik und Wirtschaft
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Volker Schulze
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Thomas Böhlke; Dr.-Ing. Jens Gibmeier; Professor Dr. Peter Gumbsch; Dr.-Ing. Dirk Helm; Professor Dr.-Ing. Jürgen Hoffmeister; Professor Dr. Oliver Kraft; Professor Dr. Norbert Link; Dr. Reiner Mönig; Professorin Dr. Britta Nestler; Dr.-Ing. Rüdiger Pabst; Professor Dr. Alexander Wanner