Das CiS Forschungsinstitut beteiligt sich seit drei Jahren am vom BMBF geförderten innovativen regionalen Wachstumskern „Virtuelle Produkt- und Prozessoptimierung“. Forschungsthema des Wachstumskerns ist die Digitalisierung des Produktlebenszyklus, ein zukünftig ein entscheidender Wettbewerbsfaktor.
Die drei Teilprojekte „Produktoptimierung“, „Prozessoptimierung“ und „Digitaler Zwilling“ befassen sich mit der Auslegung und Optimierung von Lasermaterialbearbeitungsanlagen, der Optimierung der additiven Fertigung auslegungsrelevanter Bauteile in Kunststoff und mit dem Produktlebenszyklus auf der Basis von Sensornetzwerken und Zusammenhangsmodellen.
Im Teilprojekt „Produktoptimierung“ hat das CiS Forschungsinstitut mit Projektpartnern einen Workflow entworfen, der die Entwicklung von der Simulation zur Fertigung anwendungsspezifischer Sensoren und deren Einsatz in einem Demonstrator umfasst. Weitere Arbeiten haben Untersuchungen zur Kopplung von mechanischen, thermischen, optischen und halbleiterphysikalischen Simulationstools zum Gegenstand.
Ziel im Teilprojekt „Digitaler Zwilling“ ist die Entwicklung eines Workflows (Umlaufbiegeprüfmaschine zur Ermittlung der Materiallebensdauer von Wellen) zur Generierung eines Digitalen Zwillings von rotierenden Maschinen. Hier stehen Messungen von mechanischen Spannungen und die Sensordatenübertragung an rotierenden Systemen im Zentrum der Forschung. Ein weiteres wichtiges Projektergebnis ist ein Workflow für die Generation von gekoppelten Sensormodellen und Extraktion von Modellparametern mit Kopplung halbleiterphysikalischer und mechanischer Berechnungen.
Anwendung finden diese Untersuchungen beispielsweise bei der Abschätzung der Lebensdauer von mechanisch stark belasteten rotierenden Bauteilen.
Die Darstellungen zeigen das Modell eines Biegeprüfkörpers mit integriertem Sensor für mechanische Verspannungen von links nach rechts im Überblick und in zunehmender Vergrößerung im Bereich des Sensors. Der Kontaktbereich zwischen Welle und Sensorelement ist parametrisch angelegt.
Auf dem virtuellen VIPO-Symposium am 08.04.2022 stellen die Projektpartner ihre aktuellen Ergebnisse vor. Weitere Infos: www.vipo-net.de/symposium2022/
