Beitrag zur prozessdatenbasierten Qualitätssicherung von Schmiedebauteilen durch Erstellung eines digitalen bauteilspezifischen Prozessabbildes

Autor*in: Marcel Rothgänger

ISBN: 978-3-69030-145-9

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2025

Herausgeber*in der Reihe: Bernd-Arno Behrens

Band-Nr.: IFUM 05/2025

Umfang: 129 Seiten, 84 Abbildungen

Schlagworte: Massivumformung, Digitalisierung, Automatisierung

Kurzfassung: Die Warmmassivumformung ist durch hochdynamische thermomechanische Beanspruchungen gekennzeichnet, deren komplexe Wechselwirkungen bislang nur unvollständig beschrieben sind. Ein zentrales Hemmnis besteht in der eingeschränkten Verfügbarkeit konsistenter, prozessbegleitender Messdaten. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer ganzheitlichen datengetriebenen Systematik, die eine kontinuierliche, bauteilbezogene und qualitativ hochwertige Erfassung relevanter Prozess- und Zustandsgrößen ermöglicht.
Hierzu wurde eine vollautomatisierte Versuchsumgebung aufgebaut, bestehend aus einer modernisierten Exzenterpresse, einer integrierten Peripherie zur Halbzeugerwärmung und -handhabung, einer Kühlschmierung sowie einer erweiterten Sensorik für Kraft-, Weg-, Temperatur- und Beschleunigungssignale. Die vollständige Datenerfassung erfolgt über eine zentrale Zeitreihendatenbank und ermöglicht die konsolidierte Analyse sowohl niederfrequenter Maschinenparameter als auch hochfrequenter Umformereignisse.
Auf Basis von Validierungs- und Schmiedeversuchen wurden Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Qualitätskennwerten untersucht und mit bestehendem Domänenwissen abgeglichen. Die Ergebnisse bestätigen die Reproduzierbarkeit des aufgebauten Systems und belegen das Potenzial datenbankbasierter Messmethoden für die Identifikation relevanter Abhängigkeiten. Gleichzeitig wird aufgezeigt, dass die Datenbasis eine Grundlage für zukünftige modellbasierte und datengetriebene Ansätze, insbesondere für Surrogatmodelle und maschinelle Lernverfahren, bildet.