Prof. Dr.-Ing. M. C. Wanner, U. Kothe, R. Schneidenbach, J. Kunkel und U. Pfletscher
Universität Rostock, Lehrstuhl Fertigungstechnik
Das Forschungsprojekt Genaufertigung von zweiachsig gekrümmten Flächen- und Volumenbaugruppen aus Stahl (curved panel) – Fortsetzung wurde gefördert von der gemeinnützigen Stiftung Stahlanwendungsforschung im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft e.V. Zweck der Stiftung ist die Förderung der Forschung auf dem Gebiet der Stahlverarbeitung und -anwendung in der Bundesrepublik Deutschland. Geprüft wurde das Forschungsvorhaben von einem Gutachtergremien der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e.V. (AVIF), das sich aus Sachverständigen der Stahl anwendenden Industrie und der Wissenschaft zusammensetzt. Begleitet wurde das Projekt von einem Arbeitskreis des Center of Maritime Technologies e.V.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Der Gegenstand dieses Forschungsvorhabens sind die zweiachsig gekrümmten Flächenund Volumenbaugruppen, die sich im Übergangsbereich vom parallelen Mittelschiff zu den stark gekrümmten Volumensektionen des Vor- und Achterschiffes befinden. Diese Sektionen werden als Curved Panel bezeichnet und machen bis zu 20 % der Masseanteile des Schiffskörpers aus. Aufgrund der Forderung nach schnellen und ökonomischen Schiffen mit einer hohen Ladekapazität wird sich in Zukunft die Schiffsform dahingehend verändern, dass der Anteil der Sektionen mit gekrümmten Begrenzungsflächen weiter über den oben genannten Wert ansteigen wird. Die Fertigung der Curved Panel ist mit großen Ungenauigkeiten behaftet, die dazu führen, dass für die Montage dieser Sektionen in den Schiffskörper ein hoher Anpassund Nacharbeitsaufwand entsteht. Das Ziel dieses Vorhabens war es, Methoden der Genaufertigung zu entwickeln, die es ermöglichen, den Anpass- und Nacharbeitsaufwand zu optimieren. Dabei waren folgende Teilziele zu realisieren:
• Erarbeitung quantitativer Bedingungen für die Genaufertigung gekrümmter Baugruppen,
• Definition fertigungstechnisch relevanter Geometriedaten der Baugruppe,
• Systematisierung und Quantifizierung maß- und formverändernder Abweichungen.
Im Verlauf der Untersuchungen wurde ein Maßbezugsystem entwickelt, mit dessen Hilfe es möglich ist, einen Soll-Ist-Vergleich zwischen den fertigungsbegleitenden Messungen und den CAD-Daten der Curved Panel durchzuführen. Auf der Grundlage dieser Messungen konnten die maß- und Formabweichungen erfasst werden. Diese Abweichungen wurden systematisch ausgewertet und führten zu zwei Ergebniskomplexen. Im ersten Komplex wurden die Ursachen für die Abweichungen untersucht. Dabei standen sowohl die Baulehre, auf der die Curved Panel gefertigt werden, als auch die Methoden der Bauteilpositionierung und die vorgefertigten Einzelteile im Fokus der Untersuchung. Das Ergebnis ist eine Anzahl von Maßnahmen, die zur Erhöhung der Genauigkeit der Curved Panel führen. Im zweiten Komplex der Untersuchungen wurden die Curved Panel in ein System von Typvertretern geordnet. Die maß- und formverändernden Abweichungen dieser Typvertreter wurden ausgewertet. Zur Quantifizierung dieser Abweichungen wurde ein Modell entwickelt, welches den Aufwand für die Anpass- und Nacharbeiten in ein Verhältnis zur Prozessfähigkeit setzt. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse können die Projektpartner den Stand der Genaufertigung an der Prozessfähigkeit und somit auch an dem wirtschaftlichen Aufwand beurteilen, der zu leisten ist, um die Curved Panel Sektionen in den Schiffskörper einzupassen. Auf der Grundlage dieser Einschätzungen sind aus den vorgeschlagenen Maßnahmen diejenigen auszuwählen, die für den jeweiligen Projektpartner geeignet sind, um kurzfristig eine Verringerung des Anpass- und Nacharbeitsaufwandes zu erreichen.
