Graduiertenkolleg 1483 - Prozessketten in der Fertigung: Wechselwirkung, Modellbildung und Bewertung von Prozesszonen

Der Tagungsband berichtet über die aktuellen Forschungsergebnisse des Graduiertenkollegs 1483 und des Center of Computational Materials Science and Engineering. Das Graduiertenkolleg ist im interdisziplinären Forschungs- und Entwicklungsfeld , Computational Engineering – Werkstoffwissenschaft – Produktionstechnik’’ angesiedelt. Das Leitthema ist die Prozesskette vom Halbzeug zum Bauteil, deren erstmalige ganzheitliche Betrachtung und prozessübergreifende simulatorische Abbildung die Grenzen des ingenieurwissenschaftlichen Wissens in einer Schlüsseltechnologie verschieben werden. Die Forschungsarbeiten befassen sich mit Prozessketten zur Fertigung von Blechbauteilen aus modernen Stählen (Prozessschritte Walzen, Zwischenglühen, Tiefziehen und Presshärten) und zur Fertigung von Massivbauteilen aus martensitisch härtbaren Stählen (Prozessschritte Weichbearbeitung, Einsatzhärten, Hartbearbeitung und mechanische Oberflächenbehandlung). Sämtliche Arbeiten sind interdisziplinär angelegt und verknüpfen fertigungstechnische Laborversuche, experimentelle Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung, und skalenübergreifende Werkstoff- und Prozesssimulation. Strategien zur Simulation einzelner, isolierter Fertigungsprozesse sind bereits weit entwickelt und vielfach erfolgreich umgesetzt. Zwei entscheidende Entwicklungsschritte müssen jedoch noch erfolgen, bevor die simulationsbasierte Produktionsprozessentwicklung Realität werden kann: 1. Die einzelnen Simulationsschritte müssen verknüpfbar gemacht werden, so dass ganze Prozessketten zuverlässig simuliert werden können, und 2. das primäre Ergebnis der Simulation, der Bauteilzustand, muss in eine zuverlässige Prognose für das Bauteilverhalten unter Einsatzbedingungen überführt werden können. Die zentrale Forschungsidee des Graduiertenkollegs ist es daher, Simulationsmethoden zur Beschreibung, Bewertung und Optimierung von Bauteilzuständen bei verketteten Fertigungsprozessen zu entwickeln und durch experimentelle Untersuchungen zu verifizieren. Die Arbeiten konzentrieren sich somit primär auf solche Prozessketten, die vom Halbzeug zum fertigen Bauteil führen. Wesentliche ingenieurwissenschaftliche Fortschritte mit hoher Anwendungsrelevanz werden durch eine konsequente Kombination von Prozessmodellierung und Werkstoffmodellierung einerseits und mit modernsten Methoden der experimentellen Prozessanalyse und der mikrostrukturellen und mechanischen Bauteilcharakterisierung andererseits erwartet.