Akustische Emissionsanalyse zur Online-Prozessüberwachung in der Blechumformung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263066528

In der blechumformenden Industrie führen steigende Qualitätsanforderungen, insbesondere bei zunehmender Verarbeitung von Blechen aus hoch- und höchstfesten Stählen, steigender Werkzeugkomplexität und erforderlicher Bauteilgenauigkeit zu der Forderung nach einer 100%-Kontrolle. Da die Umformprozesse meist automatisiert erfolgen, ist es zunehmend notwendig, die entstandenen Produktschäden automatisch zu überwachen und so früh wie möglich zu erfassen.Die Akustische Emissionstechnik (AE) ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, bei dem die bei der strukturellen Veränderung von Material freigesetzten elastischen Ultraschallwellen mittels Sensoren aufgezeichnet werden. Im Rahmen der akustischen Emissionsanalyse werden die auf-genommenen Signale analysiert und bewertet, um eine Schlussfolgerung über den Prozess- und/oder Produktzustand zu ziehen. In Forschungsarbeiten konnte bereits die Anwendbarkeit der AE bei der Charakterisierung der durch Deformation, Rissbildung und Phasentransformation verursachten Fehler nachgewiesen werden. Jedoch gibt es keine wissenschaftlichen Untersuchungen, die sich mit der Online-Überwachung von Blechumformprozessen bzw. mit der Ermittlung von Blechbauteildefekten mit Hilfe der AE in einem Frequenzbereich oberhalb von 300 kHz (Ultraschallbereich) befassen. Die Aufzeichnung und Auswertung akustischer Emissionssignale ermöglicht die Überwachung von Prozessen in Bezug auf Risse, Schmiermittelmangel, Blechdopplung oder fehlerhaftem Einlegen von Platinen. Diese Vielfältigkeit der zu überwachenden Effekte, Phänomene und Größen sowie die Vielzahl von zur Verfügung stehenden Analyseverfahren (u.a. Zeitanalyse, Frequenzanalyse, Zeit-Frequenz-Analyse, Mustererkennung) bieten mehrere Möglichkeiten zum Einsatz der AE-Methode bei unterschiedlichen Überwachungsaufgaben im Bereich der Blechumformung und sollen innerhalb dieses Forschungsvorhabens genauer untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Beteiligte Institution: Daimler AG; Mercedes-Benz Werk Sindelfingen