Das 3-Rollen-Schubbiegen ist ein innovatives, flexibles Verfahren zur Herstellung dreidimensional freiformgebogener Rohrkomponenten. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer au-tomatisierten, FE-basierten Auslegung des Rohrbiegeprozesses.
Die Programmierung der Maschine erfolgte vor dem Projekt auf der Basis experimentell ermittelter Kennlinien. Bei Geometrie- oder Chargenwechsel waren Biegeversuche an der Maschine erforderlich, um das Rückfederverhalten des Rohrmaterials in der Kennlinie abbilden zu können.
rechts: Fehlfarbendarstellung der Übereinstimmung von FE-Simulation und optisch vermessenem Rohr
Am LFT wurde dafür eine Anlage des Typs BMZ 61 aufgestellt und in Betrieb genommen. Die Anlage und eine baugleiche Anlage bei einem Industriepartner wurden mit Sensoren zur Messung der Pro-zesskräfte ausgestattet. Optische und taktile Systeme für die Bauteilvermessung wurden an den Standorten installiert und betrieben. Mit den Daten aus verschiedenen Experimentreihen konnte ein FE-Model für die Simulation des Biegeprozesses entwickelt, durch einen Soll-Ist-Vergleich bewertet und verbessert werden. Eine verbesserte Modellierung konnte zusätzlich die Rechenzeit im Laufe des Projektes bei verbesserter Genauigkeit um ungefähr 75 % reduzieren. Weiterhin konnte die eindi-mensionale Kennlinie zur Steuerung der Maschine auf ein zweidimensionales Kennfeld erweitert werden. Das erweiterte Kennfeld führt zu mehr Freiheitsgraden in der Programmierung und damit zu einer Erweiterung der auf der Maschine herstellbaren Geometrien.
Für eine ausgewählte zweidimensionale gebogene Rohrgeometrie wurde das Kennfeld durch FE-Simulation bestimmt. Die Verwendung dieses Kennfelds für die Berechnung der Achswege bei der Teileeingabe führte zu einem lehrenhaltigen Bauteil. Die Möglichkeit, Kennfelder mit Hilfe künstli-cher Neuronaler Netze zu bestimmen, wurde mit positivem Ergebnis untersucht. Erste Versuche mit dreidimensionalen Bauteilen wiesen sowohl Übereinstimmungen zwischen Simulationsergebnis und Realbauteil als auch weiteren Forschungsbedarf auf.
