Das DFG-Forschungsprojekt „Optimierung und effiziente Prozessauslegung des flexiblen Rollsickens“ beschäftig sich mit der Schaffung anwendungsorientierter Grundlagen zur Erreichung der industriellen Akzeptanz des flexiblen Rollsickens. Das Verfahren des flexiblen Rollsickens wurde im Rahmen des DFG-Vorhabens GR 18181/53-1 entwickelt und umgesetzt. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird eine kontinuierliche Produktion von Profilen mit individuell gestaltbarem, anwendungsorientiertem Höhenverlauf des Profilquerschnitts ermöglicht. Die Erweiterung der Designfreiheit in der Profilbauweise ermöglicht die Substitution bestehender Komponenten, beispielsweise in der PKW-Karosserie, durch höhenveränderliche Profile.

Motivation

Stetig kürzer werdende Produktlebenszyklen verlangen nach erhöhter Fertigungsflexibilität aufgrund zunehmender Produktdiversität. Gepaart mit einem steigenden ökologischen Bewusstsein und den damit verbundenen politischen Klimazielen, motiviert dies den Einsatz individueller Bauteile mit anwendungsspezifisch ausgelegten Geometrien. Der Wandel von der konventionellen Massenproduktion hin zur seriellen Maßanfertigung stellt ein wichtiges Merkmal des aktuellen Trends der industriellen Fertigungslandschaft dar. Dieser Umschwung gemeinsam mit Ansätzen der Industrie 4.0 fordern die Neu- und Weiterentwicklung von Fertigungstechnologien.

Flexible Prozesse ermöglichen neben der Fertigung verschiedener Produktvarianten an einer Anlage ohne Werkzeugwechsel auch die Herstellung lastorientierter Bauteile mit effizienter Materialausnutzung. In der Umformtechnik, genauer in der Profilherstellung, kann die belastungsangepasste Bauteilgestaltung durch veränderliche Materialdicken, Querschnittsformen und Querschnittsverläufe erreicht werden. Dieser konstruktive Leichtbau wurde forschungsseitig vorangetrieben, woraus verschiedene rollformartige Technologien zur Realisierung flexibler Blechprofile entstanden, die jedoch allesamt Limitationen hinsichtlich Geometrieflexibilität oder Wirtschaftlichkeit aufweisen.

Lösungsweg

Um das Ziel der industriellen Akzeptanz des flexiblen Rollsickens zu erreichen, wird das Verfahren hinsichtlich der Werkzeuggestaltung und Prozessführung optimiert. Dies beinhaltet die Entwicklung eines optimierten Niederhalterkonzeptes sowie die Optimierung der Prozessführung zur Verbesserung der Profilqualität. Darüber hinaus werden praktikable Methoden zur effizienten Prozess- und Bauteilauslegung, welche auf analytischen Modellen basieren, entwickelt und validiert. Im Fokus stehen hierbei die Entwicklung eines analytischen Ersatzmodells zur Vorhersage möglicher Faltenbildung sowie die Entwicklung einer Methode zur Bewertung und Verringerung der Blechausdünnung während des Prozesses.

Danksagung

Das vorgestellte Forschungsprojekt wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 501199248. Wir danken der DFG für die Unterstützung bei der Durchführung des Projekts.

Gefördert durch