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  4. Monitoring the evolution of dimensional accuracy and product properties in property-controlled forming processes
 
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2024
Journal Article
Title

Monitoring the evolution of dimensional accuracy and product properties in property-controlled forming processes

Abstract
As recent trends in manufacturing engineering disciplines show a clear development in the sustainable as well as economically efficient design of forming processes, monitoring techniques have been gaining in relevance. In terms of monitoring of product properties, most processes are currently open-loop controlled, entailing that the microstructure evolution, which determines the final product properties, is not considered. However, a closed-loop control that can adjust and manipulate the process actuators according to the required product properties of the component will lead to a considerable increase in efficiency of the processes regarding resources and will decrease postproduction of the component. For most forming processes, one set of component dimensions will result in a certain set of product properties. However, to successfully establish closed-loop property controls for the processes, a systematic understanding of the reciprocity of the dimensions after forming and final product properties must be established. This work investigates the evolution of dimensional accuracy as well as product properties for a series of forming processes that utilize different degrees of freedom for process control.
Author(s)
Stebner, Sophie Charlotte
TH Aachen -RWTH-, Institut für Eisenhüttenkunde  
Martschin, Juri
TU Dortmund, Institut für Umformtechnik und Leichtbau -IUL-  
Arian, Bahman
Universität Paderborn - Lehrstuhl für Umformende und Spanende Fertigungstechnik -LUF-
Dietrich, Stefan
Karlsruher Institut für Technologie -KIT-, Institut für Angewandte Materialien
Feistle, Martin
Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV  
Hütter, Sebastian
Otto-von-Guericke-Universität, Institut für Werkstoff- und Fügetechnik
Lafarge, Rémi
TU Dresden, Institut für Formgebende Fertigungstechnik  
Laue, Robert
TU Chemnitz, Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse  
Li, Xinyang
TH Aachen -RWTH-, Institut für Bildsame Formgebung  
Schulte, Christopher
TH Aachen -RWTH-, Institut für Regelungstechnik
Spies, Daniel
TU Darmstadt, Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen  
Thein, Ferdinand
TH Aachen -RWTH-, Institut für Geometrie und Praktische Mathematik
Wendler, Frank
Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Wrobel, Malte
Karlsruhe Institute of Technology -KIT-, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik
Rozo Vasquez, Julian
Karlsruhe Institute of Technology -KIT-, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik
Dölz, Michael
TH Aachen -RWTH-, Institut für Eisenhüttenkunde -IEHK-  
Münstermann, Sebastian
Universität Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik
Journal
Advances in industrial and manufacturing engineering  
Project(s)
Eigenschaftsgeregelte Prozessgestaltung des Freiformbiegens unter Berücksichtigung der Halbzeugeigenschaften
Eigenschaftsgeregelte mehrstufige Warmblechumformung
Geregeltes Drückwalzen zur Herstellung von Bauteilen mit definierter Verfestigung
Mehrgrößenregelung mit Störgrößenaufschaltung von umformend erzeugten Produkteigenschaften - Grundlagen und Anwendung auf das Stanzlochwalzen
Regelung der Oberflächeneigenschaften flachgewalzter Halbzeuge durch Entwicklung eines neuartigen Regelungskonzepts basierend auf Online-Rauheitsmessungen der Bandoberfläche
Thermomechanisches Ringwalzen mit prädiktiver Eigenschaftsregelung
Entwicklung eines flexiblen isothermen Reckschmiedeprozesses für die eigenschaftsgeregelte Herstellung von Turbinenschaufeln aus Hochtemperaturwerkstoffen
Eigenschaftsorientierte Regelung von Verfestigungs- und Phasenumwandlungsprozessen beim Drücken und Drückwalzen metastabiler Austenite  
Funder
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn  
Open Access
DOI
10.1016/j.aime.2023.100133
10.24406/publica-2182
File(s)
2023_Stebner_etal_AdvIndManEng_Monitoring_evolution_dimensional_accuracy.pdf (11.15 MB)
Rights
CC BY-NC-ND 4.0: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives
Language
English
Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV  
Fraunhofer Group
Fraunhofer-Verbund Produktion  
Keyword(s)
  • forming process

  • microstructure

  • monitoring

  • component performance

  • product property

  • non-destructive testing

  • closed-loop control

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