Blechprüfung / Blechprüfmaschine BPM2.0: Schnelltest für Tiefziehbleche

<3 Minuten: Qualifizierung Tiefziehfähigkeit

Problem + Lösung Blechprüfmaschine Blechprüfung 2.0

Bei der Fertigung von Tiefziehteilen werden an das Tiefziehblech teilweise extreme Anforderungen gestellt: Hohe oder extreme Dehnfähigkeit, gute Kaltumformbarkeit, gleichmäßige Ausdünnung, Feinkörnigkeit zur Vermeidung einer Rissbildung …

Wird ein Blech-Coil ungeprüft in den Produktionsprozess gegeben, kann (bei nicht ausreichender Güte) ein nicht unerheblicher Schaden entstehen. Wird ein Materialfehler erst am Ende des Prozesses festgestellt geht nicht nur die Rüstzeit verloren sondern wertvolle Produktionskapazität wird vergeudet. Hinzu kommt die Reklamation beim Lieferanten, die Entsorgung fehlerhafter Teile und die neue Produktion (mit hoffentlich geeignetem Blech …).
Mit einer Prüfung des Bleches vor Produktionsbeginn (im Idealfall wenn das Coil noch auf dem Liefer-LKW verladen ist) lässt sich dies vermeiden.

Das FRAUNHOFER Institut IWU in Chemnitz hat hierfür einen intelligenten Schnelltest entwickelt. In Anlehnung an den genormten ERICHSEN-Tiefungsversuch wurden in ein speziell entwickeltes Werkzeug eine Kraftmesszelle und ein hochauflösendes Wegmess-System integriert. Mittels intelligenter, selbstlernender Auswertesoftware ist es möglich innerhalb weniger Minuten eine Aussage zur Eignung des Blechs zu treffen: Entnehmen Sie mittels einer Flex / einem portablen Nibbler ein Stück Blech, legen dies in das Tiefungswerkzeug und starten Sie den Versuch. Anhand der hinterlegten Bibliothek ermittelt die FRAUNHOFER-Auswertesoftware innerhalb von nur ca. 3 Minuten die Geeignetheit des Blechs für Ihren Tiefziehprozess.

 

Blechprüfmaschine neu erfunden:

Erstvorstellung 4. Fachtagung Stanzen am FRAUNHOFER Institut IWU - Chemnitz: 19.03.2020, 09:00 - 15:00 Uhr
                                            zur Anmeldung hier klicken

 


 

Forschungsthema und Projektidee zur Blechprüfung

Werkstofftester - Blechprüfmaschine 2.0

  • Die rechtzeitige Qualifizierung von Blechchargen für die Umformung erspart Kosten und Produktionsausfälle wenn folgende Fragen im Vorfeld geklärt werden können:
    • entspricht die Liefergüte der Norm?
    • versagt der Tiefziehprozess bei der Umformung / nachfolgenden Prozessschritten
  • Bisherige Qualifizierung: Werkstoffkennwertermittlung über Zugversuche
  • Trotzdem: Oft sind exakte Rückschlüsse der Umformbarkeit auf Basis von Zugversuchs nicht möglich
    • Bruchdehnung + Zugfestigkeit werden aus nur einachsigem Versuch ermittelt
    • R+N-Wert-Ermittlung korrelieren nicht immer mit den Tiefziehanforderungen 
    • die Material-Kennwerte sind oft nur bedingt aussagekräftig für z.B. Ziehteile

 

 


 

Wie kann eine rationelle Aussage zur Tiefungsfähigkeit getroffen werden?

  • Ermittlung von Pseudo-Materialparametern
    • die Prüfung ist ähnlich der ERICHSEN-Tiefung
    • in der Prüfung wird ein umformgerechter Belastungszustand simuliert
    • Ermittlung der prozessspezifischen Kennwerte durch werkzeugintegrierte Miniaturexperimente
  • Vorhersage mittels ML-basierter Verfahren (Maschinelles-Lernen):
    • Qualitative Aussage (reißt / reißt nicht)
    • neben der Tiefungsfähigkeit ergeben sich evtl. auch quantitative Kennwerte (Rp0,2, Rm, A…)
    • Schnelle Eingangskontrolle / Erkennung Ausschussmaterial
    • Nutzung auch durch angelernte Mitarbeiter (kein Werkstoffprüfer erforderlich)

 

 

 

 

 

 

 


 

Miniaturexperimente ermöglichen eine Simulation auf Ihre Produktionsbedingungen zugeschnitten

  • Als Offline-Gerät (erstmalige Vorstellung auf der 4. Fachtagung zum Stanzen und Umformen Chemnitz: 19.3.2020, 09:00 bis 15:00 Uhr
    (zur Anmeldung hier klicken)
    • Laboranlage mit Messwerkzeug und hydraulischer Presse (auf Anfrage auch mobil)
    • ab 19.03.2020 am IWU verfügbar
    • diverse Testgeometrien nach Ihren Anforderungen sind möglich / Auslegung nach Belastungszustand erforderlich
  • Zukunftsperspektive: Als Inline-Lösung in Ihrem Umformwerkzeug integriert (Industrie 4.0)
    • Integriert im Umformwerkzeug / an Platinenschere
    • Testgeometrie im Abfallbereich (Ziehanlage)
    • Nutzung von vorhandenen Formelementen (Anschraubdome, Durchzüge…)

 

 

 

 

 


 

ML-Basierte Auswertung der ERICHSEN - Tiefung (Maschinelles Lernen)

  • Aufzeichnung der Kraft-Weg-Verläufe während des Tiefungsversuchs
     
  • Anlernen des Modelle in Trainingsphase:
    • Statt der Maximalwerte eines Zugversuchs (Rp02 / Rm / A) werden die Versuchskurven als Basis der Auswertung genutzt
    • Der Versuch liefert gleichzeitig einen Aussage zur Geeignetheit (Fertigteilqualität als auch abgeleitete Kennwerte)
       
  • Es erfolgt eine Vorhersage der Zielgrößen für Produktion:
    • Eine Abschätzung "Gut" oder "Ausschuss"
    • zusätzlich werden als Abschätzung die Materialkennwerte ausgewiesen

 

 

 

 


 

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