SPP 1180:  Prognose und Beeinflussung der Wechselwirkungen von Strukturen und Prozessen (Prediction and manipulation of interaction between Structure and Process)

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5472203

Im Fokus dieses Schwerpunktprogramms stehen Wechselwirkungen an der Schnittstelle zwischen Strukturen und Prozessen in produktionstechnischen Systemen. Über Fächergrenzen hinweg werden innovative Methoden und Ansätze für die Prognose und gezielte Beeinflussung der Wechselwirkungen erforscht. Grundlegende Zusammenhänge zwischen physikalischen und chemischen Vorgängen ebenso wie die Bildung mathematischer Modelle zu ihrem Verständnis sind Gegenstand des Schwerpunktprogramms. Exemplarisch werden die Wechselwirkungen zwischen Prozessen und Strukturen an modernen Produktionseinrichtungen untersucht. Die Kenntnis dieser Wechselwirkungen erlaubt in der Zukunft eine sichere Beherrschung von Einfahrprozessen auf Maschinen und die systematische Auslegung von Produktionseinrichtungen - Tätigkeiten, die heute von hohen empirischen Anteilen geprägt sind. Die Schwerpunkte der Forschungsarbeiten sind im Bereich der Modellierung der Wechselwirkungen zwischen Strukturen und Prozessen angesiedelt. Angewendet werden die entwickelten Methoden im Prozessvorfeld, also nicht während der Prozesslaufzeit. Ziel ist eine Prognose zu erwartender Wechselwirkungen und resultierender Einflüsse auf das Ergebnis von Fertigungsprozessen. Die Beobachtung und Beeinflussung laufender Prozesse ist nicht Bestandteil der Arbeiten. Ziel ist vielmehr ein tiefes Verständnis der im Vorfeld angesiedelten Vorhersage der Fertigungssituation und eine darauf aufbauende simulative Untersuchung geeigneter Verbesserungsmaßnahmen. Hier sind die Wechselwirkungen ihrer Art nach zu untersuchen und Modelle zu ihrer Prognose zu entwickeln.
Aufbauend auf diesen Prognosen stehen Untersuchungen zur Beeinflussung der Prozesseigenschaften und deren Wechselwirkungen mit der Maschinenstruktur, etwa im Bereich der Prozessplanung und Maschinenkonstruktion, im Kern des Schwerpunktprogramms. In diesem Sinne ist nicht die Verschiebung bestehender technologischer Grenzen Thema des Programms, sondern vielmehr eine sichere Abbildung der Wechselwirkungen und das Grundverständnis der Abhängigkeiten mit dem Zweck der zukünftigen gezielten Beeinflussung und Planung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Österreich

Projekte

• Dynamikmodellierung, Parameteridentifikation und optimale Roboterbahnplanung zur Kompensation der Abdrängung (Antragsteller von Stryk, Oskar )
• Entwicklung eines Prognosemodells zur Vorhersage der Wechselwirkungen zwischen Struktur und Prozess beim Hochpräzisionsfräsen von Mikrostrukturen (Antragsteller Uhlmann, Eckart ;  von Wagner, Utz )
• Entwicklung eines Prognosetools zur Identifizierung von stabilen Fräsprozessen (Antragsteller Uhlmann, Eckart )
• Entwicklung eines Prognosetools zur Identifizierung von stabilen Fräsprozessen (Antragsteller Hömberg, Dietmar ;  Uhlmann, Eckart )
• Entwicklung eines validierten Simulationswerkzeuges zur Abbildung der Wechselwirkung zwischen Werkzeug und Werkstück am Beispiel des Flachwalzprozesses (Antragsteller Hirt, Gerhard )
• Entwicklung und Bewertung von Simulationstechnologien für die Blechumformung unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Maschine/Werkzeug und Prozess/Werkstück (Antragsteller Großmann, Knut )
• Entwicklung und experimentelle Verifikation eines Simulationstools für die Prognose und Beeinflussung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungsprozesse beim Zerspanen (Antragsteller Eberhard, Peter ;  Heisel, Uwe )
• Entwicklung und experimentelle Verifikation eines Simulationstools für die Prognose und Beeinflussung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungsprozesse beim Zerspanen (Antragsteller Eberhard, Peter )
• Erhöhung der Maßhaltigkeit von Blechbauteilen durch eine modellgestützte Bahnplanung für die roboterbasierte Blechumformung (Antragstellerinnen / Antragsteller Meier, Horst ;  Reese, Stefanie )
• Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Nachgiebigkeitsverhaltens von Werkstück und Struktur beim Werkzeugschleifen (Antragsteller Denkena, Berend )
• Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Nachgiebigkeitsverhaltens von Werkstücken und Strukturen beim Werkzeugschleifen (Antragsteller Denkena, Berend )
• Ganzheitliche Betrachtung des Spindel-Werkstück-Systems beim NC-Formschleifen von Freiformflächen durch simulative Vorhersage des Prozessverhaltens auf Basis numerischer Verfahren (Antragsteller Biermann, Dirk ;  Blum, Heribert )
• Ganzheitliche Betrachtung des Spindel-Werkstück-Systems beim NC-Formschleifen von Freiformflächen durch simulative Vorhersage des Prozessverhaltens auf Basis numerischer Verfahren (Antragsteller Weinert, Klaus D. )
• Mathematische Modellierung und effiziente Numerik zur Simulation vom Werkzeugschleifen (Antragsteller Carstensen, Carsten )
• Mathematische Verfahren zur Präzisionswuchtung an Werkzeugmaschinen (Antragsteller Maaß, Peter )
• Modellbildung zur Berücksichtigung des Maschineneinflusses in der numerischen Simulation von Umformprozessen (Antragsteller Behrens, Bernd-Arno )
• Modellgestützte Untersuchung der Schwingungen aufgrund der Prozess-Struktur-Wechselwirkung beim Werkzeugschleife (Antragsteller Kröger, Matthias )
• Modellierung und Simulation wuchtungsabhängiger Struktureinflüsse (Antragsteller Brinksmeier, Ekkard )
• Numerische Berechnungsverfahren für prozessnahe Strukturen in Zerspanprozessen (Antragsteller Denkena, Berend ;  Stephan, Ernst Peter )
• Parametrische Modellbildung, Prognose und Optimierung von Prozess-Struktur-Wechselwirkungen mit Hilfe von Mehrkörpermodellen und Implicit Filtering (Antragsteller Ulbrich, Heinz ;  Zäh, Michael Friedrich )
• Parametrische Modellbildung, Prognose und Optimierung von Prozess-Struktur-Wechselwirkungen mit Hilfe von Mehrkörpermodellen und Implicit Filtering (Antragsteller Zäh, Michael Friedrich )
• Prozessmodell, Parameteridentifikation, experimentelle Verifikation und Kompensation der Abdrängung (Antragsteller Abele, Eberhard )
• Simulations- und versuchsbasierte Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Zerspanprozess und Maschinenstruktur beim Hochleistungsflachschleifen (Antragsteller Aurich, Jan C. ;  Steinmann, Paul )
• Simulationsbasierte Optimierung der Werkzeug- und Prozessauslegung für die Präzisions-Kaltmassivumformung (Antragsteller Engel, Ulf )
• Simulative Bestimmung der Prozessstabilität bei der Hochleistungs-Fräsbearbeitung (Antragsteller Brecher, Christian )
• Synthese von Ratterkarten für Fräsprozesse mit hochtourig drehenden Spindel-Lager-Systemen unter Berücksichtigung gyroskopischer Effekte (Antragsteller Großmann, Knut )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Antragsteller Brosius, Alexander )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Antragsteller Olivier, Herbert )
• Untersuchung der komplexen Wechselwirkungen beim Umformen rohrförmiger Werkstücke mittels Gasdetonation (Antragsteller Bach, Friedrich-Wilhelm )
• Untersuchung von Wirkzusammenhängen beim zwangssynchronisierten Walzprozess hochgenauer Verzahnungen zur Prognose von Qualitätsparametern (Antragsteller Neugebauer, Reimund )
• Vorhersage der Prozess-Maschine-Wechselwirkungen bei Pendel- und Schnellhubschleifprozessen (Antragsteller Klocke, Fritz )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena