Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Tailor Welded Blanking Digital
    ( 2023-11-30)
    Weber, Joshua
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    Daniel, González
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    Höfemann, Matthias
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    Joos, Paul
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    Rys, Anastasia
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    Lemke, Josefine orcid-logo
    Der immer effizientere Einsatz von Energie und Ressourcen bleibt eine große Herausforderung, die nur mit innovativen Lösungen zu bewältigen ist. Ein schneller, günstiger und ressourcenschonender Ansatz ist die Anwendung von digitalen Methoden. Vor allem bei anspruchsvolleren Fertigungsketten, wie die Herstellung von Karosseriebauteilen aus Tailor Welded Blanks, ist es sinnvoll, die Produktauslegung bzw. die Prozessauslegung vor der eigentlichen Produktion digital und ganzheitlich zu simulieren, um Werkzeuganpassungen und unnötige Versuche zu verhindern. Dies funktioniert mit der Benutzung eines sogenannten digitalen Zwillings für die Fertigungskette durch die Verknüpfung von numerischen Simulationen, die die einzelnen Prozessschritte abbilden.
  • Publication
    Resource efficient production of car body parts - implementation of digital twins across process chains
    ( 2022-09-21)
    Weber, Joshua
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    Lemke, Josefine orcid-logo
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    Sunderkoetter, Christina
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    Haase, Patrick
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    Hoefemann, Matthias
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    Joos, Paul
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    Merklein, Marion
    Sustainable production and environmentally friendly life cycle of every car is a main goal in the automotive industry. But there is a conflict between the rising demands of crash safety, the addition of components due to electric mobility and the reduction of weight. Car body parts can increase the crash safety and have a high lightweight construction potential. Especially tailor welded blanks made of multi-phase steel with a tensile strength of 1000 MPa, which are not established in car body parts, have the potential to improve the crash safety, save resources and lower the weight. The main challenge in the manufacturing of tailor welded blanks made of highest strength steel is the complex and expensive development. Due to the heat input and geometrical changes, the welding process affects the forming properties of the metal sheets. To evaluate the influence from different welding parameters to the forming process, a high number of expensive experiments must be repeated. This includes welding and forming parameter changes as well as adjustments to the forming tool. In order to make the development and manufacturing of tailor welded blanks made of highest strength steels more resource efficient, this work discusses the development and implementation of a digital and bidirectional twin in an industry-oriented environment. The objective is to demonstrate the data management based on the sheet metal properties, the change of properties due to laser welding simulated in Simufact Welding and the final forming process in AutoForm Forming. Additionally, the concept of a life cycle assessment of a tailor welded blank during these steps is developed. As summary the challenges, limitations, and improvements of the digital and bidirectional twin as replacement or, in addition to a consisting development process are discussed.
  • Publication
    Nachhaltiger im Automobil mit TWB
    ( 2022-07-30)
    Lemke, Josefine orcid-logo
    ;
    Weber, Joshua
    ;
    Kompenhans, Moritz Niklas
    ;
    Höfemann, Matthias
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    Joos, Paul
    CO2-Footprint von Fahrzeugen wird maßgeblich durch ihr Gewicht bestimmt. Spezielle Blechplatinen - bislang noch nicht in Serie eingesetzte Tailor Welded Blanks aus höchstfesten Stählen mit Festigkeiten von 1000 MPa - können diesen verringern. Die Verarbeitung geschweißter höchstfester Platinen kann jedoch noch zu Diskontinuität im Bauteil führen. Den Prozess rein experimentell auszulegen ist teuer und verschwendet Material und Ressourcen. Dem begegnet das BMWK-Projekt TWBlock mit numerischen Simulationen und deren Absicherung durch die Blockchain-Technologie über die gesamte Prozess- und Wertschöpfungskette.