Entwicklung eines datengetriebenen Modells zur Bewertung und Verbesserung der Prozessrobustheit bei der Wirkflächenauslegung von Tiefziehwerkzeugen

• Stochastische und langfristige Parameterschwankungen führen beim Tiefziehprozess zu Versagen oder unerwünschten Abweichungen der Produktspezifikationen
• Stochastische Parameterschwankungen (bzw. das Prozessrauschen) werden im Auslegungsprozess unzureichend berücksichtigt
• Robuste Auslegung der Wirkflächen erfordert Berücksichtigung des Prozessrauschens
• Erhöhung der Prozessrobustheit durch Modellierung des Prozessrauschens

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines einheitlichen Erklärungsmodells zur beschleunigten Auslegung der Wirkflächen von Tiefziehwerkzeugen bei gleichzeitiger Steigerung der Robustheit im Fertigungsprozess mit Hilfe von künstlicher Intelligenz. Zunächst werden die Prozessgrenzen unter Berücksichtigung des Prozessrauschens anhand von Experimenten und FE-Simulationen ermittelt und eine Datenbasis geschaffen. Hierbei wird die Ziehrandlänge als Qualitätsmerkmal gewählt. Für die Erhöhung der Prozessrobustheit wird das Metamodell durch einen Optimierungsalgorithmus für die Auslegung der Wirkflächen und Prozessparameter ergänzt. Simultan werden während der Projektlaufzeit kontinuierlich Daten aus getakteten Fertigungsprozessen erhoben und analysiert. Das Wissen über das Rauschen wird verwendet, um den Tiefziehprozess robuster gegenüber unvorhersehbaren Einflüssen auszulegen und das Tiefziehwerkzeug anhand von Parametervorhersagen für die industrielle Anwendung gestalten zu können. Es gilt herauszufinden, an welchen Positionen die Ziehrandlänge erfasst werden soll, um eine möglichst präzise Aussage über die Bauteilqualität zu erreichen. Diese Datenerfassung gilt als Grundlage zur Übertragung des Modells auf Basis der einfachen Geometrie eines Kreuznapfes auf komplexe industrielle Geometrien.

Das erwartete Ergebnis dieses Projektes ist ein einheitliches Erklärungsmodell des Prozessrauschens beim Tiefziehen, welches auf industrielle Anwendungen übertragbar ist. Grundlage ist dabei die Verwendung des Ziehrands als Qualitätsmerkmal, welcher bei der Erstellung einer Datenbasis aus Experimenten und FE-Simulationen als Outputgröße gehandhabt wird. Das erstellte Modell soll anschließend aktiv in den Prozess der Wirkflächenkonstruktion integriert werden.