Fertigungssimulation zur Minderung der Teiledeformation
Das Fertigungsverfahren führt oftmals zu Eigenspannung in Teilen, was wiederum eine Teiledeformation verursacht. Die Teiledeformation ist ein teures Problem der Luft- und Raumfahrtindustrie – jedes Jahr werden Millionen von Euro für den Versuch aufgewendet, diese Probleme zu vermeiden oder zu lösen. Eine Gruppe Wissenschaftler wollte die bestehende Wissenslücke im Hinblick auf die Verbindung zwischen den Verfahrensparametern und der Eigenspannung sowie auf die Art und Weise, wie die Eigenspannung die Teiledeformation als Folge beeinflusst, füllen. Mithilfe von EU-Finanzmitteln untersuchten europäische Forscher im Rahmen des Projekts "A concurrent approach to manufacturing induced part distortion in aerospace components" (Compact) die Konstruktion im Hinblick auf die Eigenspannung. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten die Fertigung von komplex geformten Leichtmetalllegierungen optimieren und so eine Senkung der Fertigungs- und Betriebskosten zur Folge haben. Während des gesamten Projekts sammelten die Forscher bei jedem Schritt investigative und experimentelle Daten und verwendeten diese zur Bildung von Modulen, die in ein wissensbasiertes Beratungs- und Entscheidungsunterstützungssystem integriert werden sollten. Die Wissenschaftler untersuchten neue Strategien zur Minderung der Auswirkungen von Eigenspannung und Teiledeformation, indem sie hoch einflussreiche Parameter bestimmten (z. B. das sogenannte Härten und Spannungsarmglühen). Die Eigenspannungsmessung wurde durch die Entwicklung einer neuen Ultraschalltechnik enorm verbessert. Zudem untersuchten sie die Auswirkungen drei verschiedener Behandlungsverfahren der Eigenspannung mit dem Ziel, ein Entzerrungsverfahren zur Verbesserung der Eigenspannung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der mechanischen Leistung zu entwickeln. Finite-Elemente-Modelle (FEM) von Materialien und Verfahren wurden vereint, sodass sie eine einheitliche Modellumgebung bildeten. Die Auswertung von Feldstudien führte zur Ableitung eines Konstruktionsrahmens zur Bekämpfung der Teiledeformation. Als Ergebnis wurden zwei Deformationsvorhersage-Tools erstellt – ein einfaches und eines, das auf einer ausführlichen Analyse basiert. Die Vermarktung der Teiledeformationsumgebung kann einen großen Beitrag zur Minderung der Teiledeformation in zahlreichen Branchen leisten.
