EUREKA- KI-gestützte ganzheitliche Auftragsabwicklung für geometrieflexible Umformung (MySheet4.0)

Problemstellung
Rapid Prototyping wird vor allem mit dem 3D-Druck in Verbindung gebracht. Eine weitere Möglichkeit speziell für die Blechumformung ist die inkrementelle Blechumformung (IBU), bei der dreidimensionale Blechteile mit komplexen Formen für Prototypen oder Kleinserien hergestellt werden können. Dadurch kann das Tiefziehen (das spezielle Zugdruckumformen eines Blechzuschnitts) abgelöst werden, für das hohe Investitionen für teure Formen oder Gesenke benötigt werden. Alle bekannten Rapid-Prototyping-Systeme werden meist zur Visualisierung, iterativen Weiterentwicklung und Optimierung von Entwürfen eingesetzt. Hybride Kombinationen aus IBU und 3D-Druck als neue Fertigungstechnologie oder die Herstellung von hybriden Kunststoff-Blechteilen sind bisher nicht als Werkzeugmaschine oder Dienstleistung auf dem Markt verfügbar.

Zielsetzung
Ziel von MySheet4.0 ist die Entwicklung eines vollständig digitalisierten Rapid Prototypings und einer Fertigung von Blechteilen, indem 3D-Druck-Technologien für die Fertigung des Gegenwerkzeugs mit der inkrementellen Blechumformung (IBU) in einer Werkzeugmaschine kombiniert werden.

Vorgehensweise
Dazu wird der komplette Fertigungsprozess entwickelt, beginnend mit dem Upload einer CAD-Datei des gewünschten Bauteils, der Analyse der Bauteilgeometrie mittels KI-basierter Postprozessor-Software und der Generierung der Geometrie des 3D-gedruckten Gegenwerkzeugs sowie dem Bewegungsablauf (Trajektorie) für den IBU-Prozess. Im nächsten Schritt fertigt die Werkzeugmaschine das Gegenwerkzeug in einem 3D-Druckprozess. Nach dem Druck erstellt die Werkzeugmaschine mittels IBU das Blechteil und unter Nutzung eines biokompatiblen Schmierstoffs. Als Ergebnis wird ein Software-Tool zur Verfügung stehen, dessen Kern das MySheet4.0-Webportal zur Auftragseinlastung und -verfolgung für Endanwender bildet. Des Weiteren wird ein Maschinensystem zur kombinierten 3D-Druck-IBU-Bearbeitung entwickelt werden, um letztendlich eine vollständig digitalisierte Prozesskette zur Herstellung von hybriden Blechbauteilen zu erhalten.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch die Kombination von moderner Web-, Software- und Werkzeugmaschinentechnologie entsteht eine integrierte Software- und Hardwarelösung, die von potenziellen Kunden einfach genutzt werden kann und einen völlig neuen Weg zur Herstellung von Blechformteilen darstellt. Potentielle Anwender aus Industrie, Privatkunden (Hobbyisten) und der Maker-Szene werden durch MySheet 4.0 ermutigt, Blechteile wie heute 3D-gedruckte Kunststoffteile herzustellen. Das Marktvolumen wird auf mehrere Tausend Anwendende in Europa geschätzt. V.a. der Trend zu individualisierten Produkten, etwa bei Fassadenelementen, Design-Möbeln oder Fahrzeugverkleidungen, wird die MySheet 4.0-Technologie weiteren Auftrieb verleihen.

• FIBER - TECH Construction GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Wirth & Co. GmbH