TRR402-C05

Generatives Design für aktiv geregelte Werkzeugsysteme mit hoher Systemkomplexität und Funktionsdichte

Die Herstellung hybrider Leichtbaustrukturen mit gradierten Werkstoffübergängen erfordert neue Fertigungs- und Werkzeugtechnologien. Vielversprechend sind elektromagnetische und ultraschallbasierte Verfahren zur Orientierung und Positionierung von Verstärkungsfasern über Werkstoffgrenzen hinweg. Dafür müssen die Werkstoffe bis zur Ausbildung der gewünschten Faserstruktur flüssig gehalten werden. Gleichzeitig sind Werkzeuge nötig, die thermisch ortsaufgelöst und präzise regelbar sind, ohne Grundfunktionen wie Schmelzeführung, Temperierung und Entformung zu beeinträchtigen. Die daraus resultierende Systemkomplexität ist mit heutigen Methoden kaum beherrschbar. Ziel des Teilprojekts ist die Entwicklung einer Methodik, mit der mechanische, thermische und aktiv geregelte Werkzeugelemente mittels generativer KI automatisiert erzeugt, angeordnet und optimiert werden. Dazu werden 3D-CAD-Daten, formalisierte Eingabebedingungen und geeignete Architekturen künstlicher neuronaler Netze untersucht und bewertet. Auf Basis von Referenzprozessen aus Pressformen und Spritzgießen werden Datensätze erstellt, KNNs trainiert und anhand von Qualitätsmetriken sowie Expertenwissen evaluiert. Die Methodik soll in konventionelle Werkzeugentwicklungsprozesse integriert und an neue Technologien zur Beeinflussung der Faserlage adaptierbar gestaltet werden. So können komplexe Werkzeuge schneller entwickelt und Anforderungen an Bauteilqualität, Prozesseffizienz und Nachhaltigkeit erfüllt werden.

Zeitraum

01.04.2025–31.12.2028

Projektpartner