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Verbindungstechnik Clinchen Assistenzsystem zur Qualitätsprognose von Clinchprozessen

| Redakteur: Peter Königsreuther

Die Digitalisierung sickert unaufhaltsam in alle Bereiche des produzierenden Gewerbes hinein, und macht auch vor der Verbindungstechnik nicht Halt. IWU-Forscher widmen sich dabei erfolgreich dem Clinchen.

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Digitalisierung in der Verbindungstechnik: Blick auf den Screenshot zu einem Assistenzsystem für das Clinchen, das am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz entwickelt wurde, um die Vorhersage der Fügequalität bei diesem Prozess zu optimieren.
Digitalisierung in der Verbindungstechnik: Blick auf den Screenshot zu einem Assistenzsystem für das Clinchen, das am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz entwickelt wurde, um die Vorhersage der Fügequalität bei diesem Prozess zu optimieren.
(Bild: Fraunhofer IWU)

Die Digitalisierung der Produktion ist eines der wichtigsten Handlungsfelder, um Wachstum und Beschäftigung in Deutschland auch zukünftig zu sichern, glauben viele Experten. Dabei spielten auch mechanische Fügeprozesse eine wichtige Rolle. Die mechanische Fügetechnik als Querschnittstechnik punktet dabei als günstige und innovationsverdächtige Verbindungsmöglichkeit für Bauteile aus gleichen oder verschiedenen Werkstoffen, erklären die Forscher aus Chemnitz.

FEM-basierte Fügesimulationen sparen Zeit und Geld

Doch bedürfe es einigen Aufwand, um mechanische Verbindungsprozesse in bestehende Fertigungssystem zu integrieren. Das betrifft laut Aussage der IWU-Spezialisten vor allem die Auslegung der Fügewerkzeuge sowie die Ermittlung geeigneter Prozessparameter. Weil die experimentelle Parameterermittlung und -optimierung Zeit und Geld verschlingt, werden Fügeaufgaben im Vorfeld zunehmend per FEM-basierten Variantensimulationen berechnet, heißt es weiter. Die Zusammenhänge zwischen Eingangsparametern und Zielgrößen werden dabei über Modelle beschrieben, die komplexe, dreidimensionale Antwortflächen liefern. Diese Ergebnisse richtig zu interpretieren, setze langjährige Erfahrungen voraus.

Schnelle Prognose zu optimalen Fügeparametern

Um Fügeprozesse zielgerichtet zu optimieren, sind Assistenzsysteme zur multivariaten Datenanalyse unabdingbar, heißt es weiter. Mit einer solchen Analyse ließe sich die in einem Datensatz enthaltene Anzahl an Variablen verringern, ohne die darin enthaltene Information zu reduzieren. So können die Parameter für das Fügen schneller prognostiziert und anwendergerecht aufbereitet werden, sagen die Forscher. Dazu trage bei, dass die Entwicklung des Fraunhofer IWU im Vergleich zu bestehenden Möglichkeiten als 2D-Querschnittsmodell visualisierbar sei.

Folgende Nutzeffekte soll das mit sich bringen:

  • verbesserte Qualität durch optimale Parameterauswahl;
  • effizientere und genauere Planungsprozesse;
  • schnelle Inbetriebnahme von Fügeanlagen;
  • zielgerichtete Optimierung und Behebung von Qualitätsproblemen.

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