Automatisierte Extraktion fertigungsrelevanter Merkmale aus Geometriedaten umformtechnischer Bauteile und deren Analyse zur feature-basierten Fertigungsprozessgestaltung

Die rechentechnische Unterstützung der Fertigungsprozessgestaltung umformtechnischer Prozessketten ist wesentliche Voraussetzung für ein effizientes Engineering. Die zentrale Grundlage für die Entscheidungsfindungsschritte der Methodenplanung von Umformbauteilen ist deren Geometrie. Beim Innenhochdruck-Umformen (IHU) rohrförmiger Bauteile sind dies die Halbzeugauswahl und die Vorformgebung für die Materialbereitstellung und -vorverteilung sowie die IHU-Prozessführung für die finale Formgebung. Zur planerischen Unterstützung ist die Bauteilgeometrie hinsichtlich fertigungsrelevanter Merkmale zu analysieren. Ausgehend von einer Geometriebeschreibung durch ein Oberflächennetz werden zunächst geometrische Merkmale automatisch extrahiert. Hierfür wurden verschiedene Analysemethoden entwickelt: die Netzanalyse, die Graphenanalyse zur Extraktion des Bauteilskelettes, die Krümmungsanalyse zur Segmentierung der Bauteiloberfläche, eine erweiterte Querschnittanalyse sowie darauf aufbauend eine einfache und eine erweiterte Distanzprofilanalyse. Die so gewonnenen geometrischen Merkmale werden aus umformtechnischer Sicht interpretiert und durch Zuordnung von Fertigungswissen zu Umform-Features. Dabei werden drei Klassen von Features unterschieden: die Klassen der Hauptform- und Nebenformelemente und die Klasse der Bauteilberandung. Diese beinhalten jeweils mehrere Unterklassen und Feature-Typen. Im Weiteren werden diese Features für den feature-basierten Methodenplanungsprozess genutzt. So unterstützt erfolgen die Geometrieaufbereitung, die Ableitung von Informationen zur Werkzeuggestaltung, die Halbzeugauswahl, die Biegeteilauslegung sowie -anpassung und eine Materialflussanalyse zur Abschätzung der Realisierbarkeit des Umformprozesses.