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Für Umformprozesse

Sensorik für die Industrie 4.0

| Redakteur: Frauke Finus

Biegen, Ziehen, Walzen, Drücken – Möglichkeiten, Bleche umzuformen, gibt es viele. Alle Methoden haben aber eines gemeinsam: Enorme Kräfte und schwankende Temperaturen führen oft zu Fehlstellen an den Blechen. Um dies zu verhindern und die Effizienz des Prozesses zu steigern, werden am Fraunhofer-IST Sensorsysteme entwickelt, die während des Umformprozesses Kräfte und Temperaturen messen.

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Blechstreifenziehwerkzeug mit vollständigem Dünnschichtsensorsystem.
Blechstreifenziehwerkzeug mit vollständigem Dünnschichtsensorsystem.
( Bild: Fraunhofer-IST )

Für die Verbesserung von Fertigungsprozessen ist es wichtig, Messdaten dort zu generieren, wo Messsysteme nur schwer zu integrieren sind, zum Beispiel in direktem Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug. Das Fraunhofer-IST entwickelt Dünnschichtsensoren, mit denen die Fertigung in den Hauptbelastungszonen überwacht werden kann, direkt auf den Werkzeugen. Die neuen sensorischen Schichtsysteme sind multisensorisch, das heißt, sie beinhalten sowohl piezoresistive als auch thermoresistive Sensorstrukturen, die in Verschleißschutzschichten eingebettet sind. Dadurch wird es erstmals möglich, gleichzeitig Belastungen und Temperaturen ortsaufgelöst zu messen. Mit diesen Messergebnissen können Produktionsprozesse verbessert werden, sodass beispielsweise Risse und Faltenbildung beim Blechtiefziehen reduzeirt oder Kunststoffspritzgussprozesse auch im Hinblick auf die Taktzeiten verbessert werden können.

Gerade im Zeitalter von Industrie 4.0 gewinnt diese Weiterentwicklung integrierter Sensorik enorm an Bedeutung. Das vorherrschende Thema in der Produktionslandschaft Europas, insbesondere in Deutschland, ist eine qualitative, quantitative, flexible und gleichzeitig ressourceneffiziente Produktion. Grundlage für diese Entwicklung ist ein sehr gutes Verständnis für die Fertigungsprozesse basierend auf menschlicher Erfahrung und Messergebnissen. „Hier setzen wir mit unseren Dünnschichtsensoren an, die wichtige Daten für entsprechende Simulationen liefern ekrlärt Dr. Saskia Biehl, Leiterin der Gruppe Mikro- und Sensortechnologie am Fraunhofer IST.

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