Digitaler Zwilling für dynamische, hochtemperierte Fertigungsprozesse

Die Massivumformung ist eine wichtige Fertigungstechnologie, die bei der Herstellung von sicherheitsrelevanten Bauteilen, etwa in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie, eine zentrale Rolle spielt. Deutschland hat in diesem Bereich eine Spitzenstellung als Technologieführer und ist weltweit der zweitgrößte Produzent solcher Bauteile. Trotz dieser starken Position steht die Branche vor Herausforderungen wie der Steigerung der Ressourceneffizienz und der Verbesserung der Nachhaltigkeit. Aktuell sind Fehlproduktionen ein unvermeidbarer Teil des Fertigungsprozesses, da die 100-prozentige Qualitätskontrolle erst nach der Abkühlung der Bauteile durchgeführt wird. Fehlerhafte Chargen müssen dann oft eingeschmolzen und neu produziert werden, was hohe Kosten sowie einen erheblichen Energie- und Ressourcenverbrauch mit sich bringt.

Das Ziel des Projekts "GreenHiTemp" ist es, die Qualitätskontrolle direkt in den Produktionsprozess zu integrieren und unmittelbar nach der Umformung durchzuführen. Hierfür wird ein innovatives System entwickelt, das die Qualitätsmerkmale der heißen Bauteile erfasst und diese Daten in einen digitalen Zwilling überträgt. Der digitale Zwilling dient als zentrale Informationsplattform, auf der selbstlernende Algorithmen Anomalien erkennen und in Echtzeit Optimierungen am Fertigungsprozess vornehmen können. Im Projekt kommen hochmoderne Sensoren zum Einsatz, darunter thermografische, optische und radargestützte Systeme, die selbst unter den extremen Bedingungen der Warmmassivumformung wie hohen Temperaturen, starken Vibrationen und Dampfentwicklung zuverlässig arbeiten.

Die praktische Umsetzung basiert auf der Echtzeitdatenerfassung und deren Verarbeitung durch selbstlernende Software. Diese Algorithmen analysieren die Produktionsdaten kontinuierlich, erkennen mögliche Fehlerquellen frühzeitig und verbessern den Fertigungsprozess über die Zeit. Dadurch kann die Ausschussquote um bis zu 80 Prozent reduziert werden, was für mittelgroße Schmiedebetriebe Einsparungen von bis zu 100.000 Euro pro Jahr bedeutet. Gleichzeitig werden die Nachhaltigkeitsziele der Branche unterstützt, da weniger Energie verbraucht und die CO2-Emissionen signifikant gesenkt werden. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen bietet das Projekt somit auch ökologische Verbesserungen.