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Erfolgreicher Abschluss des Forschungsprojektes “Tiefziehen mit integrierter Flanscheinzugssensorik in Dünnschichttechnik (AiF/FOSTA 20468N)“

Erfolgreicher Abschluss des Forschungsprojektes “Tiefziehen mit integrierter Flanscheinzugssensorik in Dünnschichttechnik (AiF/FOSTA 20468N)“

Zum Ende des Jahres 2021 wurde das IGF-Forschungsprojekt „Tiefziehen mit integrierter Flanscheinzugssensorik in Dünnschichttechnik“ erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde vom IFUM in Kooperation mit dem Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) ein neuartiger induktiver Sensor zur Messung des Flanscheinzugs in Tiefziehprozessen entwickelt und erprobt. Das Sensorsystem erweitert den Stand der Technik auf dem Gebiet der Überwachung von Umformprozessen und bietet eine robuste und gleichzeitig zuverlässige Möglichkeit zur Prozessüberwachung.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde der Sensor zunächst anhand elektromagnetischer Finite-Elemente-Simulationen ausgelegt und auf Basis des dabei entstandenen Designs durch dünnfilmtechnische Prozesse gefertigt. Unter der Zielsetzung, die Qualität von Ziehteilen zu erhöhen und Ausschussquoten zu verringern, wurde der Sensor im Anschluss in ein Umformwerkzeug integriert. Die Integration in das eigens dafür konstruierte Werkzeug gelang hierbei mithilfe von speziellen Werkzeugeinsätzen. Mittels seriennaher Tiefziehversuche erfolgte die Sensorcharakterisierung sowie die Untersuchung relevanter Einflussparameter auf das Sensorsignal. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass insbesondere die Werkzeugtemperatur sowie der Blechwerkstoff einen signifikanten Einfluss auf das gemessene Signal haben. Anhand der Tiefziehversuche konnte ebenfalls nachgewiesen werden, dass mit dem entwickelten Sensorsystem typische Defekte beim Tiefziehen, wie beispielsweise Reißer und Falten im Flanschbereich, zuverlässig zum Zeitpunkt ihrer Entstehung detektiert werden können. Somit lassen sich Ausschussteile sicher, schnell und dadurch günstig anhand des Messsignals erkennen. Zukünftig kann die Flanscheinzugsmessung als Eingangsgröße für eine Prozessregelung dienen, um Prozessschwankungen entgegen zu wirken. Dadurch lassen sich die Ziehteilqualität verbessern und in der Folge Produktionskosten verringern.

Das IGF-Vorhaben „Tiefziehen mit integrierter Flanscheinzugssensorik in Dünnschichttechnik" der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) wurde unter der Fördernummer 20468N über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Wir bedanken uns bei allen beteiligten Institutionen sowie beim BMWK für die Unterstützung. Des Weiteren danken wir den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses für ihr konstruktives und zielgerichtetes Engagement sowie für deren Beitrag zum erfolgreichen Abschluss.

Ein ausführlicher Abschlussbericht zum Forschungsprojekt wird in Kürze bei der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) erhältlich sein.