Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUSound of Forging ist ein Forschungsprojekt zur akustischen Bestimmung des Formfüllgrads beim Hammerschmieden. Ziel ist eine objektive Messmethode, die anhand von Schallsignalen das Ende des Umformprozesses erkennt und dadurch nicht wertschöpfende Schmiedeschläge vermeiden kann.
Sound of Forging: Akustische Prozessüberwachung für energieeffizientes Schmieden
Was ist das Ziel von Sound of Forging?
Beim Hammerschmieden erkennen erfahrene Anlagenbediener am Klang des Schmiedehammers beispielsweise, ob ein Schmiedeteil vollständig ausgeformt ist oder sich ein Gesenk löst. Sound of Forging untersucht, wie dieses bislang überwiegend personengebundene Erfahrungswissen objektiv messtechnisch erfasst und für die Prozess- und Anlagenüberwachung genutzt werden kann.
Die geplante akustische Prozessüberwachung soll:
- den Formfüllgrad beim Hammerschmieden bestimmen,
- das Ende des Umformprozesses erkennen,
- nicht wertschöpfende Prellschläge vermeiden,
- den Energieverbrauch und damit verbundene CO₂-Emissionen reduzieren,
- unnötige Rüstprozesse vermeiden,
- den Anlagenverschleiß verringern und
- eine Grundlage für stärker automatisierte Schmiedeprozesse schaffen.
Wie funktioniert die akustische Prozessüberwachung?
Für die Prozessüberwachung werden die während des Schmiedens entstehenden akustischen Signale erfasst und ausgewertet. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die für den Umformprozess relevanten Schallsignale von Störgeräuschen zu unterscheiden.
Dazu kombiniert Sound of Forging:
- Akustische Messungen zur Erfassung der Prozesssignale
- Mathematische Auswerteverfahren zur Analyse der Messdaten
- KI-basierte Mustererkennung zur Identifikation relevanter Signalmerkmale
- Gekoppelte Umform- und Akustiksimulationen zur Modellierung und Interpretation der Schallsignale
- Parameterstudien, um Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und akustischen Signalen zu untersuchen
Versuchsablauf Sound of Forging
Die Ergebnisse sollen in einer Bewertungsmatrix zusammengeführt werden, mit der sich akustische Merkmale den jeweiligen Prozesszuständen zuordnen lassen.
Arbeitshypothese von Sound of Forging: Akustische Signale werden mit den beim Schmieden wirkenden Kräften und Prozesszuständen in Beziehung gesetzt, um den Umformprozess zu überwachen.
Welche Aufgaben übernehmen die Projektpartner?
Projektpartner |
Aufgaben |
|---|---|
Fraunhofer IWU |
Messtechnische und experimentelle Untersuchungen, Entwicklung von Werkzeugen und Versuchskonzepten sowie Umformsimulationen im Rahmen von Parameterstudien |
TU Chemnitz – Professur Produktionssysteme und -prozesse |
Akustische Modellbildung, Analyse von Simulations- und Messdaten sowie Überführung der Ergebnisse in eine Bewertungsmatrix |
Der technologische Nachweis soll unter industrienahen Bedingungen geführt werden.
Welche Vorteile bietet die Technologie?
Eine objektive akustische Prozessbewertung kann dazu beitragen,
- nicht wertschöpfende Schmiedeschläge zu reduzieren,
- den Energieverbrauch beim Schmieden zu senken,
- Prozesszustände unabhängig vom individuellen Erfahrungswissen zu bewerten,
- die Automatisierung von Schmiedeprozessen zu unterstützen und
- den Anlagenverschleiß durch unnötige Schläge zu reduzieren.
Damit schafft Sound of Forging eine Grundlage für transparentere, energieeffizientere und perspektivisch stärker automatisierte Schmiedeprozesse.
Eckdaten zum Projekt
Laufzeit
September 2025 bis August 2027
Koordination
Technische Universität Chemnitz, Professur Produktionssysteme und -prozesse (PSP)
Fördermittelgeber
SAB, Förderkennzeichen 100761446
Projektpartner
Technische Universität Chemnitz, Professur Produktionssysteme und -prozesse (PSP)
