Strategies for function-oriented optical inspection of formed precision components (A06) (TR 73 - A06)
Third Party Funds Group - Sub project
Acronym: TR 73 - A06
Start date : 01.01.2009
End date : 31.12.2012
Extension date: 31.12.2020
Website: https://www.tr-73.de/
Overall project details
Overall project
TRR 73: Manufacturing of complex functional components with variants by using a new sheet metal forming process - Sheet-Bulk Metal Forming
Jan. 1, 2009 - Feb. 28, 2024
Overall project speaker:
Project details
Short description
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Mit der Blechmassivumformung wird ein neues Fertigungsverfahren bereitgestellt, welches im Vergleich zur spanenden Fertigung die Herstellung von Präzisionsbauteilen in einer wesentlich kürzeren Taktzeit und mit geringerem Ressourcenbedarf ermöglicht. Zusätzlich sind die Fertigung komplexerer Bauteile und damit die Integration filigraner, funktionstragender Geometrieelemente erreichbar. Da einerseits eine hohe Genauigkeit – vergleichbar mit spanend gefertigten Präzisionsteilen – gefordert ist, andererseits aufgrund der hohen Integrationsdichte mehr Geometrieelemente in kürzerer Zeit zu prüfen sind als bei konventioneller Fertigung, steigen die Anforderungen an eine taktzeitgerechte Prüfung.
Scientific Abstract
Um die Anforderungen für die Messung der Blechmassivumformteile mit feinen Nebenformelementen zu erfüllen, also lokal ausreichend hohe Auflösung, großer Messbereich, kurze Mess- und Prüfzeiten sowie Variantenflexibilität zu gewährleisten, wurde in der ersten Phase das neuartige Sensorkonzept der mehrskaligen Multi-Komponenten-Streifenprojektion mit unterschiedlichen Messbereichen erarbeitet. Ziel der zweiten Phase war es, eine robuste, bedienerunabhängige fertigungsnahe Messung für die Blechmassivumformung zu realisieren. Hierfür wurden Strategien zur Kalibrierung des Messsystems erarbeitet, die eine Datenfusion nach einer Neupositionierung der Sensoren ermöglichen. Zusätzlich wurden aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen Methoden erforscht, wie weitere Messverfahren, z. B. endoskopische Streifenprojektion (Teilprojekt B6), Fokusvariation oder rasternde Messungen mit hochauflösenden optischen Sensoren, die mit der Streifenprojektion kombiniert werden können.
In der gegenwärtigen dritten Phase wird auf Basis der bisherigen Ergebnisse der durchgängige automatisierte Messprozess komplettiert. Hierzu wird in einem ersten Schritt eine vollautomatische und bedarfsgerechte Kalibrierung für das mehrskalige Multisensor-Messsystem untersucht und entwickelt. Damit können einerseits die derzeit noch erforderlichen, manuellen Eingriffe in die Positionierung und Digitalisierung des eigens erarbeiteten Kalibrierkörpers ersetzt werden und anderseits die Bestimmung des notwendigen Kalibrierintervalls durch Methoden zur Bewertung der Kalibrierqualität und daraus abgeleitete Kalibrierintervalle wissenschaftlich begründet werden. In einem zweiten Schritt gilt es, die gleichzeitige Erfassung von diffus und gerichtet reflektierenden Oberflächen zu ermöglichen. Insbesondere hochreflektive Bereiche lassen sich auf Grund der Überbelichtung mit dem Streifenlichtprojektionsverfahren nicht ausreichend sicher erfassen. Auf Basis der Analyse des Einflusses der Reflektivität und der Neigungswinkel der Oberflächen auf das Messergebnis, wird ein Messsystem und -verfahren zur simultanen Streifenlichtprojektions-messung und deflektometrischen Messung von gerichtet reflektierenden Bereichen untersucht und entwickelt. Weiterhin ist der Einfluss des prozessbedingten Restschmierstoffs auf die Messergebnisse zu bestimmen, indem die Eigenschaften der auftretenden Dünnschichten auf dem Bauteil auf Grundlage verschiedener Schmierstoffmischungen hinsichtlich der Schichtausbildung und Verteilung der Schmierstoffe vor und nach der Umformung untersucht werden. Dies ermöglicht die Bestimmung und Korrektur der lokalen, systematischen Messabweichung durch den Schmierstofffilm.
Involved:
Tino Hausotte
Project Leader
Sebastian Metzner
Project Member
Andreas Loderer
Project Member
Martin Timmermann
Project Member
Wito Hartmann
Project Member
Contributing FAU Organisations:
Sonderforschungsbereich/Transregio 73 Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen - Blechmassivumformung
Technische Fakultät
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik