Simulationsbasiertes Assistenzsystem zur stückzahloptimierten Fertigung metallischer Prototypen unter Nutzung additiver Fertigungsverfahren (SASOP)

Entwicklung vereinheitlichter Prozessmodelle für die Fertigungsverfahren Feingießen und Selektives Lasersintern-/melting sowie von Algorithmen zur Stückzahloptimierung für das simulationsbasierte Assistenzsystem

Projektlaufzeit:

09/2017 - 08/2019

Projektleitung (Organisationseinheit):

Prof. Dr. Tobias Teich (Fakultät Wirtschaftswissenschaften)

Projekttyp:

Forschungsprojekt der Westsächsischen Hochschule Zwickau

Kontakt:

Prof. Dr. Tobias Teich

+49 (375) 536 3415
tobias.teichfh-zwickaude

Fördermittelgeber:

BMWi

Ergebnis

In diesem KF-Projekt wurde das simulationsbasierte Assistenzsystem zur stückzahloptimierten Fertigung metallischer Prototypen unter Nutzung additiver Fertigungsverfahren entwickelt. Mit der Entwicklung der additiven Fertigungsverfahren wurde für das Feingießen eine völlig neue technologische Situation erschlossen. Die Nutzung additiver Fertigungsverfahren für die Urmodell- und Wachsmodellherstellung in der Prozesskette Feingießen ermöglicht die Nutzung des Verfahrens auch im kleinen Stückzahlbereich (Kleinserie). Damit wird das Feingießen zu einem konkurrierenden Fertigungsverfahren im Vergleich mit dem Selektiven Lasersintern/ -melting zum Herstellen prototypischer Metallteile.

Diese neuen fertigungstechnischen Möglichkeiten wurden im KF-Projekt „SASOP - Simulationsbasiertes Assistenzsystem zur stückzahloptimierten Fertigung metallischer Prototypen unter Nutzung additiver Fertigungsverfahren“ erschlossen und technologisch weiterentwickelt. Somit kann das Feingießen als bisher typisches Großserienverfahren auf seine Eignung auch für kleine Stückzahlen analysiert und erschlossen werden.

Grundlage des technologischen Lösungsweges für das Projekt bildet die umfassende und systematische Analyse der technologischen Parameter (Einstellgrößen) über alle zur Herstellung metallischer Prototypen erforderlichen Prozessschritte. Diese Daten sind Voraussetzung für die Funktionsweise des Prozesskettensimulators.

Für für die technologischen Bewertungsinstrumente Prozesskettensimulation und Stückzahloptimierer wurde eine konsistente Datenbasis für das urformende Fertigungsverfahren Feingießen und die additiven Fertigungsverfahren Selektives Lasersintern/ -melting geschaffen.

Diese Datenbasis ist zugleich Grundlage für die simulationsbasierte Optimierung der Grenzstückzahl. Dabei können die technologischen Parameter als Stellgrößen variiert, simulationsunterstützt analysiert und hinsichtlich der Bewertungsgröße Grenzstückzahl ausgewertet werden.

In SASOP wurden sowohl die technologischen Prozessketten (Prozessschritte) als auch die erforderlichen Materialketten (Urmodell, Wachsmodell für Silikonwerkzeug (Gießtraube), Feingussmodell bzw. alternativ SLS/SLM-Modell) datentechnisch abgebildet. Zur Erhöhung der Anwendungsmöglichkeiten wurden Möglichkeiten geschaffen, die Ergebnisse in Form von technologisch und wirtschaftlich abgesicherten Prozessmodulen zu standardisieren und über systematisierte Bauteilgruppen bzw. Teilefamilien abzubilden. Dies ist Voraussetzung für die informationstechnische Transformation in Industrie 4.0.

Sichtenkonzept SASOP

Anhang

Bild 1 zum Ergebnis: Sichtenkonzept SASOP