Verbundwerkstoffproduktion der nächsten Stufe
Verbundwerkstoffproduktion der nächsten Stufe: Nachhaltig, hoch produktiv und effizient
Durch den zunehmenden Trend der Elektromobilität gewinnen Verbundwerkstoffe immer stärker an Bedeutung. Akkus machen einen beträchtlichen Anteil am Gesamtgewicht von Autos aus und haben dadurch eine große Auswirkung auf deren Reichweite. Dadurch sind Ingenieure gezwungen, bei anderen Komponenten im Fahrzeug Gewicht einzusparen. Je leichter das Fahrzeug, desto weitere Strecken kann es mit einer Akkuladung zurücklegen.
Verbundwerkstoffe werden bevorzugt verwendet, da sie an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden können. Bei Elektrofahrzeugen sind die Haltbarkeit, Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit und Leistungsfähigkeit bei erhöhten Temperaturen besonders wichtige Eigenschaften.
CosiMo: Gezielte Nutzung von maschinellem Lernen für eine effizientere Fertigung
Das von der bayerischen Landesregierung finanzierte, auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt CosiMo startete im Juni 2018 und wird in enger Zusammenarbeit zwischen der Universität Augsburg (MRM und ISSE), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, dem ITA Augsburg sowie diversen Industriepartnern durchgeführt, darunter KUKA, Faurecia, Premium Aerotec, Krauss-Maffei, SGL-Carbon, NETZSCH, Siebenwurst und IBA.
Ziel des Projekts ist es, Komponenten unter Verwendung der Form-RTM-Technologie zur In-situ-Polymerisation von ɛ-Caprolactam zu Polyamid 6 in einem einzigen Prozessschritt in ihrer endgültigen Form herzustellen. Dies ermöglicht eine nachhaltige und kostengünstige Produktion leichtgewichtiger Komponenten in der Automobil- und Flugzeugindustrie.
Ausgehend von diesem Ziel konzentriert sich das CosiMo-Projekts auf folgende Themen:
- die Imprägnierung von Vliesstoffen aus recycelten Glasfasern durch In-situ-Polymerisation
- die Integration von Verstärkungsstrukturen entlang der Lastpfade und Metalleinlegeteile
- die Anwendung sensorbasierter Prozessüberwachungssysteme zur Erhebung von Prozessdaten und
- die Entwicklung virtueller Modelle von Maschinen und Prozessen unter Anwendung maschineller Lernverfahren
Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie auf den Websites der Universität Augsburg und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).
sensXPERT erweitert die sensorbasierte Prozessüberwachung
Während der Fertigung von Bauteilen komplexer Geometrie werden alle Prozessschritte kontinuierlich über ein Netzwerk an Sensoren überwacht, welches gemeinsam mit Projektpartnern entwickelt wurde und die erforderliche Qualität in Echtzeit sicherstellen soll.
In das Werkzeug integrierte robuste Sensoren von sensXPERT erfassen wichtige Materialeigenschaften und bestimmen so die Fließfront wie auch die Polymerisation des Harzes.
Die Daten aller Sensoren werden kombiniert, um das tatsächliche Polymerisationsverhalten zu analysieren und die Simulationsmodelle zu optimieren. Auf diese Weise kann die Qualität von Bauteilen in Echtzeit und im Werkzeug überwacht werden. Dadurch entfällt auch die nachgelagerte Qualitätssicherung, was Zeit und Ressourcen spart.
Gezielte Nutzung der Möglichkeiten des maschinellen Lernens
Die von den In-Mold-Sensoren erfassten Echtzeitdaten werden unter Anwendung maschineller Lerntechniken verarbeitet.
Auf der Grundlage von materialwissenschaftlichen Erkenntnissen kann das zugrundeliegende Modell die Polymerisation des Bauteils basierend auf dem Echtzeit-Materialverhalten vorhersagen. So lassen sich Mängel vorwegnehmen und der Fertigungsprozess anpassen, um minderwertige Teile und Ausschuss zu vermeiden.
Vollständige Transparenz der Fertigungsprozesse
Alle Daten werden angezeigt und in der Cloud-Software von sensXPERT gespeichert. In konfigurierbaren Dashboards kann die Polymerisation der Bauteile in Echtzeit beobachtet und verschiedene Prozesse und Produktionsanlagen, die mit der sensXPERT-Lösung ausgestattet sind, verglichen werden. Und all das von einem beliebigen Standort und Gerät aus.
Prozessvisualisierung in der Cloud-Software von sensXPERTNachhaltig, hoch produktiv und effizient
Im CosiMo-Projekt trägt sensXPERT maßgeblich zur Erforschung der Produktion qualitativ hochwertiger Verbundteile bei. Die Lösung ermöglicht eine höchst produktive und effiziente Fertigung, was einer erheblichen Einsparung von Zeit und Ressourcen niederschlägt. Gleichzeitig kann durch Reduzierung der Ausschussmenge ein wesentlicher Schritt hin zu einer nachhaltigeren Kunststoffherstellung erzielt werden.
Quellen
Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie – CosiMo – Verbundwerkstoffe für nachhaltige Mobilität (dlr.de)
