Dipl.-Phys. Gregor Gött, Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uhrlandt
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
M.Sc. Anton Konstanz, Dr.-Ing. Oliver Brätz, Dr.-Ing. Andreas Gericke, Prof. Dr.-Ing. habil. Knuth-Michael Henkel
Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP
Das IGF-Vorhaben 01IF22120N der Forschungsvereinigung Schiffbau und Meerestechnik e.V. (FSM) wurde im Rahmen des Programms Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung des wissenschaftlich-technischen und wirtschaftlichen Nutzens der erzielten Ergebnisse
Das im Projekt entwickelte Verfahren zur berührungslosen Temperaturüberwachung beim Flammrichten von Aluminiumstrukturen stellt einen bedeutenden wissenschaftlich-technischen Fortschritt mit hohem wirtschaftlichem Nutzen dar – insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Metallverarbeitung. Durch die gezielte Erweiterung des Anwendungsbereichs des Flammrichtens auf Aluminiumbleche, insbesondere im Schiffbau, wird eine reproduzierbare und kontrollierte Bearbeitung ermöglicht, die bisherige Verfahren wie das WIG-Richten oder das induktive Richten in Bezug auf Effizienz, Prozesskontrolle und Materialeinsatz deutlich übertrifft. Der innovative Beitrag des Projekts liegt in der Integration eines berührungslosen Temperaturmonitorings, das eine präzise Prozessführung beim thermischen Richten erlaubt und so qualitätsgerechte Ergebnisse bei gleichzeitig reduziertem Ressourcen- und Zeitaufwand liefert. Weiterhin wurde eine Methodik zur Erprobung geeigneter Richtansätze mittels numerischer Simulation entwickelt. Die genaue Abbildung der Richtflamme als Wärmequelle in der FEM bietet die Möglichkeit für komplexe Strukturen effektive Richtstrategien zu entwickeln. Für KMU mit häufig wechselnden Fertigungsaufträgen und kleinen Losgrößen bedeutet dies eine erhebliche Erhöhung der Flexibilität und Planungssicherheit bei gleichzeitiger Reduktion von Nacharbeit und Ausschuss. Insbesondere in Hinblick auf die begrenzte Verfügbarkeit von Richtschmieden und fehlenden Wissenstransfer der stark erfahrungsbasierten Ausführung bietet die thermomechanische Simulation des Richtprozesses großes Potenzial. Neben einer direkten industriellen Anwendung im Schiffbau eröffnet das Verfahren ein breites Transferpotenzial in andere Branchen wie den Fahrzeug- und konstruktiven Ingenieurbau, was die industrielle Verwertbarkeit und die volkswirtschaftliche Bedeutung der erzielten Ergebnisse zusätzlich unterstreicht.
Im Projekt ist eine grundlegende Hardwarelösung skizziert und aufgebaut worden, die durch Weiterentwicklung in ein marktfähiges Gerät umgewandelt werden kann. Die reinen Hardwarekosten, um ein Messsystem zu bauen liegt bei etwa 200 €. Dieser Betrag kann durch Massenproduktion signifikant gesenkt werden.
