Forschende der RWTH Aachen arbeiten im Sonderforschungsbereich ‚1120 Bauteilpräzision‘ daran, Abläufe beim Schweißen besser zu verstehen und mit Simulationen genauer abzubilden. Die Hochschule beschreibt Schweißen als einen Prozess, bei dem zwei Metallteile durch Hitze verbunden werden, sich das Bauteil beim Schmelzen und Wiedererstarren jedoch entscheidend verändert. Dabei entstehen innere Spannungen, die sich nach und nach auflösen können. Das kann zu Verformungen des Bauteils und zu inneren Veränderungen führen, die für die weitere Verarbeitung relevant sind. Nach Angaben der RWTH kann dadurch Nachbearbeitung nötig werden, oder Risse und andere Materialfehler entstehen.
Forschungsverbund seit 2014
Nach Angaben der RWTH arbeitet seit zwölf Jahren ein interdisziplinäres Team aus zehn Instituten an dem Verständnis schmelzebasierter Prozesse wie dem Schweißen. Die Arbeit ist in mehr als 20 Teilprojekte gegliedert. Ziel ist es, Bauteile präziser herzustellen. Der Sonderforschungsbereich 1120 Bauteilpräzision wird seit 2014 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Im Juni kommt das Projekt nach Angaben der Hochschule zum Abschluss. In der industriellen Bildverarbeitung stellen PC-basierte Systeme oft eine technische Hürde dar. Die Trennung von Bildaufnahme und Datenverarbeitung führt häufig zu Latenzen, erhöhtem Platzbedarf und einem komplexen Wartungsaufwand. Besonders in schnellen Produktionslinien erschwert die Synchronisation zwischen Sensor und externem Rechner eine stabile Prozesskontrolle. ‣ weiterlesen
Präzise 2D-Inspektion mit nativer Edge-Intelligenz
Viele Einflussfaktoren beim Schweißen
Während das Fräsen von Metall im Mikrometer-Maßstab genau erfolgen kann, sind Schmelzprozesse deutlich schwerer vorherzusagen. Uwe Reisgen, Leiter des Instituts für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH und Sprecher des Sonderforschungsbereichs, sagt: „Beim Schweißen spielen mehr als 100 Einflüsse eine Rolle. Angefangen beim Werkstoff, über die Umgebungstemperatur bis hin zum Menschen, der den Prozess durchführt.“ Nach seinen Angaben gibt es bislang keine realistische Simulation von Schweißprozessen mit hoher Genauigkeit. Um drei Sekunden Schweißen mit hoher Präzision abzubilden, werden demnach 120 Stunden Rechenzeit benötigt. Reisgen sagt zugleich, das Team sei in den vergangenen Jahren einer präziseren Simulation nähergekommen.
Fortschritte bei der Simulation
Die Forschenden haben eine Software entwickelt, in die Parameter eines Schweißprozesses eingegeben werden können. Damit komme man bereits relativ nah an die Realität heran. In manchen Bereichen seien die Ergebnisse dadurch um den Faktor 100 besser geworden. Reisgen sagt: „Früher hat man teils auf den Zentimeter genau gearbeitet, heute können wir schon auf ein Zehntel Millimeter genaue Ergebnisse erzielen.“ Angefangen hatte der Forschungsverbund in der ersten Förderperiode mit einfacheren Abbildungen von Schweißprozessen, mit denen die Vorgänge beim Erhitzen und Erkalten von Werkstoffen nachvollzogen werden konnten.
