Die Fertigungsverfahren der Umformtechnik werden in der industriellen Produktion in einem vor wenigen Jahrzehnten noch nicht für möglich gehaltenen Ausmaß angewandt. Eines dieser Metallumformverfahren ist das Freiformbiegen. Das Freiformbiegen mit beweglicher Matrize ist eine innovative Biegetechnologie, die die Herstellung komplizierter geometrischer Strukturen ohne Wechsel der Biegewerkzeuge ermöglicht. Allerdings war die Steuerung des Umformprozesses bisher nur auf die Bewegungen des Biegewerkzeugs beschränkt. Die Einbeziehung der endgültigen Geometrie und insbesondere der mechanischen Eigenschaften des Systems werden also nicht berücksichtigt. Das wiederum führt zu einer reduzierten Endproduktqualität sowie zu einem hohen Material- und Energieverbrauch, da der Hersteller die Biegeparameter manuell manipulieren muss, bis ein akzeptabler Fehlerbereich erreicht ist.

In diesem DFG-geförderten Projekt mit der Kennung "SPP2183" findet eine Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (TUM), dem Lehrstuhl für Regelungstechnik (TUM) sowie dem Institut für Eisenhüttenkunde (RWTH Aachen) statt, um die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks sowie dessen Geometrie im Regelkreis einzubetten. Aus Sicht der Regelungstechnik lassen sich die wesentlichen Herausforderungen in folgenden Punkten einordnen:

• Die Entwicklung eines reduzierten Modells, das sowohl echtzeitfähig ist als auch gleichzeitig alle Faktoren berücksichtigt, die nicht nur die Geometrie, sondern auch die mechanischen Eigenschaften des Produkts (z. B. Eigenspannungen, Härte, Duktilität und Festigkeit) beeinflussen.
• Die Entwicklung eines optimierten Reglers, der sowohl die Fortpflanzung der Abweichungen vorhersagen kann als auch die optimalste Strategie findet, um deren Auswirkungen zu reduzieren, bevor sie überhaupt entstehen.
• Die Entwicklung eines selbstlernenden Algorithmus, so dass der Regler nicht nur in der Lage ist, seine Parameter automatisch anzupassen, sondern auch auf eine breite Vielfalt von Profilen und Materialien anwendbar ist.

Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie unter https://spp2183.de/projekt-9/.

Hier finden Sie ein interessantes Video zum Freiformbiegen am UTG.