Projektcluster DiMaWert

Digitalisierung der Materialentwicklung entlang der Wertschöpfungsketten

Aktuelles Förderprojekt

Motivation

FE-Simulation der Temperaturverteilung in einem Kammerofen
© Fraunhofer-Zentrum HTL
FE-Simulation der Temperaturverteilung in einem Kammerofen

Ein wichtiges Glied in der Wertschöpfungskette vieler Materialen ist deren Wärmebehandlung. Entscheidend für die Thermoprozessentwicklung ist die Wechselwirkung zwischen Ofenanlage und Erwärmungsgut. Durch den Einsatz digitaler Methoden (KI-Methoden, digitaler Ofenzwilling), die sich rasch weiterentwickeln, lassen sich Wärmeprozesse vorhersagen und optimieren. Auch in der Sensorik gibt es – innerhalb und außerhalb des Projekts DiMaWert – wichtige Weiterentwicklungen, die für die Prozesssteuerung genutzt werden können. Durch die Kombination aus Prozesssimulation und moderner Sensorik lassen sich Prozesszeiten erheblich verkürzen und der Energiebedarf drastisch senken.

Zielsetzung

Prozessoptimierung unter Einbeziehung eines digitalen Ofenzwillings
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Prozessoptimierung unter Einbeziehung eines digitalen Ofenzwillings

Die Simulationsmodelle zur Entwicklung von Wärmebehandlungsprozessen sollen weiterentwickelt werden. Insbesondere ist die Übertragung auf Schüttgüter geplant. Die Modelle werden dann in virtuellen Ofenzwillingen genutzt, um die Prozesse zu optimieren. Parallel sollen in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten Sensorik-Konzepte erarbeitet werden. Die Sensordaten sollen mit KI-Methoden interpretiert und für die Ofensteuerung trainiert werden.

Lösungsweg

Temperaturverteilung im Ofenbesatz
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Temperaturverteilung im Ofenbesatz
  • Erstellung und Weiterentwicklung von Prozessmodellen
  • Erarbeitung eines ganzheitlichen Sensorik-Konzeptes für die digitale Abbildung von Thermoprozessen
  • Aufbereitung und Verarbeitung von Sensordaten unter Einbeziehung von KI-Methoden
  • Optimierung ausgewählter Thermoprozesse
  • Validierung der Simulationsmethoden

Projektleitung: H. Ziebold
Projektmitarbeiter: J. Baber, Prof. Dr. M. Kirschen, PD Dr. G. Seifert, M. Stepanyan