Projektbeschreibung

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer ganzheitlichen Modellierungsmethode zur Simulation der Prozesskette für die Herstellung komplexer gebogener Aluminiumprofile. Dabei werden ebenfalls qualitätskritische Parameter (CTQs), z.B. Rückfederung, Wanddicke, Energiebilanz der Prozesskette und mechanische Performance modelliert und vorhergesagt. Dies bildet die Grundlage für die Optimierung der Prozessparameter über die gesamte Prozesskette in der zweiten Phase. 

Die Prozesskette umfasst das Strangpressen, Biegen und die Wärmebehandlung von Aluminiumprofilen für Automobilkomponenten. Eine globale Optimierung der CTQs ist bislang schwierig umsetzbar, da die bestehenden Prozessmodelle nicht für eine sequenzielle Verknüpfung ausgelegt sind. Unsicherheiten, die aus den Prozessbedingungen, Materialeigenschaften, Messfehlern und begrenztem Vorwissen resultieren, um nur einige zu nennen, erhöhen zusätzlich die Komplexität des Problems. Daher verfolgt das Projekt eine zweistufige Modellierungsstrategie: In der ersten Stufe werden physikalische White-Box-Modelle verwendet, um ein umfassenderes Verständnis der Prozesskette und der Wechselwirkungen zwischen den Prozessparametern zu gewinnen. In der zweiten Stufe werden effizientere Surrogate-Modelle als Ersatz für die physikalischen Modelle und Experimente aufgebaut. 

Die Hauptziele des Forschungsvorhabens sind somit: 1) Identifizierung kritischer Stufen oder Parameter im Produktionsprozess und deren Vorhersagbarkeit; 2) Etablierung der Prozesskette zur Untersuchung der Beziehungen zwischen Prozessparametern und CTQs; 3) Aufbau von Surrogate-Modellen für aufwendige numerische Modelle und Experimente; 4) Bewertung von Unsicherheiten mit besonderem Fokus auf die Identifizierung und Eliminierung ihrer reduzierbaren Komponenten; 5) Globale Optimierung sowohl der CTQs als auch der Robustheit der Prozesskette unter nicht-reduzierbaren Unsicherheiten durch Quantifizierung und Integration aleatorischer und epistemischer Unsicherheiten.

Prozesskette