Methoden zur Auslegung von robusten Prozessen in der Warmmassivumformung

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In industriellen Produktionsprozessen treten unvermeidliche Schwankungen im Ablauf und im Verhalten der Werkstoffe auf. Diese Schwankungen können zu Produkten führen, die nicht den Qualitätsansprüchen genügen, oder sogar den Produktionsprozess zum Stillstand bringen. Bisher konnten solche Schwankungen in der integrativen Auslegung von Prozessen nicht berücksichtigt werden. Die Arbeit entwickelt Methoden zur prozessnahen Identifikation und Quantifizierung von Schwankungen relevanter beschreibender Werte für Warmmassivumformprozesse und deren Implementierung in numerische Prozessauslegungstools, insbesondere in die FEM. Eine neue Methode, basierend auf Resampling-Verfahren der Stichprobentheorie, wird vorgestellt, die es ermöglicht, Schwankungen des Werkstoffverhaltens als Verteilungen der Modellparameter zu erfassen. Durch die Kombination dieser Methode mit DoE-basierten Simulationsstudien können sowohl produktrelevante als auch prozessrelevante Zielwerte in statistischen Verteilungen vorhergesagt werden. Zu den produktrelevanten Werten zählen Korngrößen und rekristallisierte Anteile, während prozessrelevante Werte Anlagenlasten und Werkzeugspannungen umfassen. Die Ergebnisse werden anhand der Herstellung endkonturnah geschmiedeter Kegelräder validiert. Diese Arbeit liefert wichtige Grundlagen zur Berücksichtigung von Schwankungen im Prozessablauf und im Werkstoffverhalten und ermöglicht eine frühzeitige Einschätzung der Robust