Abgeschlossenes Förderprojekt

Digitalisierte Material- und Datenwertschöpfungsketten

Motivation

Datenwertschöpfungspyramide zur Optmierung von Workflows, Prozessen und dem Materialverständnis mit Dritten
© Fraunhofer IZFP
Datenwertschöpfungspyramide zur Optmierung von Workflows, Prozessen und dem Materialverständnis mit Dritten

Die Fraunhofer-Gesellschaft arbeitet in Kooperation mit allen anderen relevanten Forschungsinstitutionen in Deutschland daran, Standards für die digitale Speicherung und Bereitstellung von Materialdaten zu entwickeln. Grundlage sind die im Fraunhofer Materials Data Space (MDS) und der von der Bundesregierung geförderten Plattform Material Digital (PMD) bereits genutzten Technologien, insbesondere die Datenspeicherung in Wissensgraphen auf Basis von Material-Ontologien. Mit diesem Konzept können die Messdaten mit vertieften Analysen und Modellierungen bis hin zu Vorhersagen zum Materialverhalten verknüpft werden und zusammenhängend zur Produkt- und Materialentwicklung eingesetzt werden. So soll der Industrie höhere Zuverlässigkeit, Sicherheit und Funktionalität ihrer Produkte sowie schnellere Anpassung an Marktveränderungen zu ermöglicht werden. 

Zielsetzung

Simulation (rechts) der reelen Wärmebehandlung eines Aluminiumgussteils (links)
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Simulation (rechts) der Wärmebehandlung eines Aluminiumgussteils (links)

Im Rahmen des Projektes DMD4Future haben 13 Fraunhofer-Institute zusammengearbeitet, um an allen materialwissenschaftlich orientierten Instituten zunächst einen einheitlichen Wissensstand bezüglich der Speicherung und Verarbeitung digitaler Materialdaten herzustellen. Im Schwerpunkt 1, an dem das HTL mitgearbeitet hat, war das konkrete Ziel, die Herstellkette eines Aluminiumgussbauteils zusammen mit verschiedenen Analysen und Simulationen komplett digital zu erfassen und semantisch verbunden abzuspeichern, sowie digitale Werkzeuge zu entwickeln, um die an unterschiedlichen Instituten erzeugten Mess- und Simulationsdaten räumlich und zeitlich korreliert darstellen und gemeinsam analysieren zu können. 

Ergebnisse

Zusammenführung der ortsaufgelösten Daten von einem Aluminiumgussbauteil
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Zusammenführung der ortsaufgelösten Daten von einem Aluminiumgussbauteil

Am Beispiel eines Aluminiumgussbauteils wurden folgende Arbeiten erfolgreich durchgeführt:

  • Erstellung von Graphdatenbanken für die Wärmebehandlung (Experiment und Simulation) auf Basis abgestimmter Ontologie
  • Durchführung der Wärmebehandlung an realen Bauteilen und Weitergabe der Bauteile für weiterer Analysen (Ermüdungsverhalten)
  • Simulation der Wärmebehandlung im Batchofen und Bereitstellung der Simulationsdaten für Nutzung in der Graphdatenbank
  • Aufbereitung der Daten für eine gemeinsame 3D-Darstellung der institutsübergreifend erzeugten Daten

Projektdaten

Projektlaufzeit 01.08.2020 - 31.12.2020
Fördersumme HTL 85.000 Euro
Projektpartner Fraunhofer EMI, IBP, ICT, IFAM, IIS, IKTS, IMWS, ISC, IWKS, IWM, IZFP und LBF
Projektleitung am HTL PD Dr. Gerhard Seifert