DFG-Forschungs­gruppe arbeitet an ressourceneffizienten Fräsprozessen

Komplexe Bauteile werden heute mithilfe hochpräziser, computergesteuerter Fertigungsverfahren hergestellt. Die neue Forschungs­gruppe 5888 mit dem Titel „Steigerung der Ressourceneffizienz bei der datengetriebenen Modellierung zur Auslegung NC-gesteuerter Fräsprozesse“ untersucht, wie sich die Auslegung dieser Prozesse noch effizienter gestalten lässt. Ziel ist die Entwicklung von prozessinformierten Modellen, die auf einer effizient erzeugten Datengrundlage basieren. Mit „Modellen“ sind dabei, vereinfacht gesagt, virtuelle Abbildungen des Fräsprozesses gemeint, die vorhersagen können, wie sich ein Material unter bestimmten Bedingungen beim Fräsen verhält und welche Maschineneinstellungen zu welchem Ergebnis führen.

Damit diese Vorhersagen immer genauer werden, verwenden die Wissen­schaft­ler*innen fortlaufende Messdaten aus dem Prozess, die integrierte Sensoren direkt in den Maschinen aufgenehmen. So können die Modelle kontinuierlich angepasst und verbessert werden. Neben Daten aus Experimenten fließen auch Ergebnisse aus Simulationen in ihre Entwicklung ein. „Wir wollen die Entwicklung datenbasierter Modelle effizienter und damit auch für die spätere Anwendung in der Industrie gestalten und auch dort zuverlässige Vorhersagen ermöglichen“, sagt Prof. Petra Wiederkehr, Inhaberin der Professur Virtual Machining an der Fakultät für Informatik. „Wenn Modelle kontinuierlich mit neuen Daten aus dem laufenden Prozess versorgt werden, können sie sich anpassen und immer präzisere Vorhersagen für die Prozessgestaltung liefern.“ Langfristig verfolgt die Forschungs­gruppe die Vision übertragbarer Modelle, die sich auch auf andere Bauteile, Materialien oder Maschinen anwenden lassen. Dadurch könnten die Grenzen bisheriger Prognosen deutlich erweitert und Fräsprozesse ressourceneffizienter und robuster gestaltet werden.

Von der TU Dortmund ist neben der Arbeitsgruppe von Prof. Petra Wiederkehr auch das Team um Prof. Dirk Biermann und Dr. Jannis Saelzer vom Institut für Spanende Fertigung an der Fakultät Maschinenbau an der neuen Forschungs­gruppe beteiligt. Die neue Forschungs­gruppe bezieht gemeinsam mit den Teams aus Karlsruhe und Lüneburg die verschiedenen Komponenten der Fertigung ein – von der Entwicklung der Modelle und der Prozessanalyse über die Werkzeugmaschine und das Werkzeug bis hin zum Material und der Betrachtung von Unsicherheiten.

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