smartROLL: Sensorintegrierte Anlagenkomponenten zur Überwachung beim Hohlprägewalzen

Das Hohlprägewalzen ist ein Verfahren, mit dem feinste Längs- und Querstrukturen in metallische Halbzeuge gewalzt werden können. Es eignet sich daher besonders zur Herstellung von metallischen Bipolarhalbplatten (BPHP)  für Brennstoffzellenstacks, Kanalplatten für Wärmetauscher und Elektrodenplatten für Akkumulatoren.

Ziel des Vorhabens smartROLL ist die Entwicklung eines Systems zur Anlagen- und Prozessüberwachung, die eine wirkstellenahe und inlinefähige Erfassung, Auswertung und Bewertung zustands- und prozessrelevanter Kenngrößen für das Walzen von Präzisionsteilen erlaubt. Somit können künftig Qualitäts- und Prozessinformationen während der Fertigung bereitgestellt werden. Diese Neuentwicklung ist der Grundstein für eine inline-optimierte adaptive Prozessregelung, um die Qualität der Produkte, die Gesamtanlageneffektivität und Betriebssicherheit zu verbessern. Damit ist ein Ausschöpfen des Nutzen- und Wirtschaftlichkeitspotentials der Anlagen durch einen faktenbasierten Betrieb möglich.

Im Projekt werden drei Betrachtungsräume – Mechanik, Prozess und Regelung – definiert und synthetisiert. Durch die Anwendung der Daten-Synthese ist es möglich, das Gesamtverhalten des Systems zu erfassen. Die Qualität der Bauteile resultiert dabei aus dem Verhalten des Gesamtsystems, das seinerseits durch die aggregierte Funktion seiner Subsysteme definiert wird. Diese systematische Herangehensweise ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Bewertung der Faktoren, die die Bauteilqualität beeinflussen und fördert somit eine tiefere Einsicht in die systemischen Zusammenhänge und deren Auswirkungen auf das Endprodukt. Zudem ist diese aggregierte Betrachtung notwendig, um eine hochratenfähige Prozessregelung zu realisieren, die eine schnelle und präzise Anpassung an sich ändernde Produktionsbedingungen ermöglicht und somit die Effizienz und Effektivität des Fertigungsprozesses signifikant steigert. Darüber hinaus bietet diese domänenbezogene Systembetrachtung die Chance der methodischen Verallgemeinerung der gewonnenen Erkenntnisse und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf artverwandte Produktionsprozesse und -systeme, was die Anwendbarkeit und den Nutzen des Ansatzes in einem breiteren industriellen Kontext erhöht.