DFG Forschungsgruppe zu ressourceneffizienten Fräsprozessen

Komplexe Bauteile werden heute mithilfe hochpräziser, computergesteuerter Fertigungsverfahren hergestellt. Ende März hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) verkündet, die neue Forschungsgruppe 5888 mit dem Titel „Steigerung der Ressourceneffizienz bei der datengetriebenen Modellierung zur Auslegung NC-gesteuerter Fräsprozesse“ an der TU Dortmund einzurichten. Ziel ist die Entwicklung von prozessinformierten Modellen, die auf einer effizient erzeugten Datengrundlage basieren und es zukünftig ressourcenschonend erlauben sollen, Fertigungsprozesse auszulegen. Prof. Petra Wiederkehr von der Fakultät für Informatik ist Sprecherin dieses Verbunds, an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie und die Leuphana Universität Lüneburg beteiligt sind. Das Bild zeigt, wie durch die geschickte und komplementäre Kombination diverser Methoden und insbesondere Datenströme zunächst die Basismodelle und dann die prozessinformierten Modelle generiert werden können. Die Vision der FOR ist, auf dieser Basis zukünftig prozessbegleitende Prognosen erlangen zu können, um aktive Verbesserungen und effiziente Anpassungen vornehmen zu können. Von Seiten des ISF übernehmen Prof. Dirk Biermann und Dr. Jannis Saelzer gemeinsam Projektleitung eines von vier Teilprojekten. In diesem Sub-Vorhaben mit dem Titel „Experimentelle Analyse von Werkzeugzuständen unter Berücksichtigung des Kühlschmierstoffeinflusses“ übernehmen sie innerhalb der FOR die Verantwortung für die Berücksichtigung des tribologischen Verhaltens, insbesondere des Zerspanungswerkzeugs, in den prozessinformierten Modellen. 

Damit die Vorhersagen der Modelle gegenüber dem aktuellen Stand der Technik besser und robuster werden, verwenden die Wissenschaftler*innen fortlaufende Messdaten aus dem Prozess, die integrierte Sensoren direkt in den Maschinen aufnehmen. So können die Modelle kontinuierlich angepasst und verbessert werden. Neben Daten aus Experimenten fließen auch Ergebnisse aus Simulationen in ihre Entwicklung ein. Im Teilprojekt des ISF stehen leistungsfähige Methoden zur aufwandsarmen Messung von Temperaturverteilungen und Verschleiß-ausprägungen am Zerspanungswerkzeug im Fokus. Dies geschieht unter der besonderen Herausforderung, auch bei Einsatz von Kühlschmierstoff operando und in-situ die relevanten Daten zu erheben. Um den Datenraum gezielt zu erweitern, werden zusätzlich verschiedene Simulationswerkzeuge untersucht und in neuartiger Form miteinander kombiniert.