SFB 1153 - B5: Maschinentechnologien für die produktive, spanende Bearbeitung von hybriden Bauteilen

Monomaterialbauteile stoßen zunehmend an ihre werkstoff- und fertigungsspezifischen Grenzen. Daher wird in der Forschung zunehmend die Herstellung von hybriden Bauteilen untersucht. Die umformtechnische Herstellung dieser Werkstücke erfordert in der Regel eine spanende Nachbearbeitung. Diese stellt allerdings eine Herausforderung für die Zerspanung der verwendeten Werkstoffkombinationen und ebenfalls für die Überwachung des Prozesses dar. Ohne eine Anpassung der Prozesseinstellgrößen kann für zwei unterschiedliche Werkstoffe kein wirtschaftlicher Bearbeitungsprozess gewährleistet werden. 

Ziel der 2. Förderperiode ist es, auf Grundlage von prozessübergreifendem Informationstransfer die Prozessfähigkeit und Prozesssicherheit bei der Zerspanung hybrider Bauteile zu gewährleisten, die durch Fertigungsvarianzen vorgelagerter Fertigungsschritte beeinflusst werden. Hierzu wird die Sensitivität von Prozesssignalen aus der Zerspanung gegenüber produktspezifischen Fertigungsungenauigkeiten, wie der Variation der Werkstoffübergangsposition, mittels Parameterstudie und Korrelationsanalyse erforscht. Zusammen mit Fertigungsdaten aus vorgelagerten Teilprojekten der SFB-Prozesskette - Prozessparameter und Prozesssignale - wird das Potenzial einer Klassifizierung von Fertigungsungenauigkeiten ermittelt. Dies bietet die Möglichkeit die Ungenauigkeiten frühzeitig zu identifizieren und die Entstehung den einzelnen Teilprozessen zuzuordnen. Anhand eines neuronalen Netzes werden die Fertigungsdaten mit den Messsignalen, die während der zerspanenden Fertigung von hybriden Bauteilen aufgenommen werden, verknüpft. Basierend auf dem maschinellen Lernverfahren werden die Prozessüberwachungsgrenzen durch Fertigungsdaten vorheriger Fertigungsschritte adaptiert und die werkstoffgerechte Anpassung der Prozesseinstellgrößen bei der Überwachung berücksichtigt. Somit wird die bauteilspezifische Fertigung durch eine bauteilspezifische Bewertung des Prozesses ergänzt. Die Robustheit des prozessübergreifenden Informationsaustausches wird gewährleistet, indem fehlerhafte Daten mittels Clusteranalyse identifiziert und folgend durch Berücksichtigung der benachbarten Datenpunkte korrigiert werden.