Leichtbautechnologien für Unternehmen besser nutzbar machen
Foto: TU Bergakademie Freiberg
Im Verbundprojekt Digitale Technologien für hybride Leichtbaustrukturen wollen die beteiligten Forscher/innen Technologien und Prozesse zur Herstellung von tapeverstärkten Leichtmetallblechen aus Aluminium und Magnesium sächsischen Unternehmen zur Verfügung stellen.
In circa zwei Jahren soll die neu entwickelte
digitalisierte Prozesskette in der Leichtmetallproduktion eingesetzt
werden können.
Wie effektiv innovative Leichtmetalle in
Fahrzeugbau, Luftfahrt oder Bauwesen eingesetzt werden können, hängt
wesentlich von der Wechselwirkung verschiedener Faktoren und
Zusammenhänge entlang der Produktionskette vom Werkstoff zum Endprodukt
ab. Die komplexen Prozesse in der Fertigung neuartiger Leichtmetalle
sind für den Einsatz in der Industrie bisher jedoch noch nicht
zufriedenstellend darstellbar. Mit dem neuen Verbundprojekt setzen die
drei Technischen Universitäten Chemnitz, Dresden und Freiberg nun genau
an dieser Stelle an und untersuchen die gesamte Prozesskette der
Warmumformung am Beispiel von tapeverstärkten, walzprofilierten
Leichtmetallblechen. Ein sogenanntes Tape ist ein faserverstärktes
thermoplastisches Band, welches im neuen Prozess inline auf die
vorgeformten Leichtmetallbleche aufgebracht wird. Dadurch wird das Blech
verstärkt, was eine signifikante Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften bewirkt. Der Entwicklung und Digitalisierung von
Herstellungs- und Verarbeitungstechnologien für thermoplastische
Faserkunststoffverbunde widmet sich das Institut für Strukturleichtbau
(IST) der TU Chemnitz im Rahmen des Verbundvorhabens. Ziel des
interdisziplinären Forscherteams ist es, die gewonnenen Erkenntnisse
insbesondere in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in
Sachsen auf ihre Anwendung in der Praxis zu überprüfen.
Simulation entschlüsselt Beziehungen zwischen Werkstoffen und Prozessen
In
vorherigen Forschungsprojekten im Rahmen der Leichtbau-Allianz Sachsen
hatten die Wissenschaftler/innen festgestellt, dass den KMU insbesondere
Simulations- und Auslegungstools für die Produktion der neuentwickelten
Technologien fehlen. Um dies zu ändern, wollen die
Leichtmetallexpert/innen jetzt eine Simulation entwickeln, die die
Beziehungen zwischen dem eingesetzten Werkstoff, dessen strukturellen
Eigenschaften und den äußeren Einflussgrößen während des Prozesses
entschlüsselt. Aus diesen Daten soll eine digitale Abbildung des
Prozesses entstehen, mit der die Wissenschaftler/innen die einzelnen
Teilprozesse während der Fertigung am PC steuern und vorhersagen können.
Die digitale Steuerungsmethode soll universell einsetzbar sein und
Unternehmen ermöglichen, die Prozessinitialisierungskosten und -risiken
signifikant zu senken.
Hintergrund Forschungsprojekt dahlia
Das
Forschungsprojekt dahlia (digitale Technologien für hybride
Leichtbaustrukturen) ist ein Verbundprojekt der Leichtbau-Allianz
Sachsen und mehrerer sächsischer Hochschulen. Dr. Madlen Ullmann,
Gruppenleiterin Leichtmetalle und stellvertretende Institutsdirektorin
am Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg, koordiniert
das Projekt aufseiten der TU Bergakademie Freiberg. Weiterhin sind das
Institut für Strukturleichtbau der TU Chemnitz sowie das Institut für
Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden beteiligt. Das Projekt
läuft bis März 2022 und wird mit insgesamt 3,8 Millionen Euro aus
Mitteln des Freistaates Sachsen sowie der Europäischen Union gefördert.
Die Mittel sind zu gleichen Teilen auf die beteiligten Universitäten
verteilt.