Institut für Virtuelle Produktion

Prof. Pavel Hora

Zentrale Forschungsschwerpunkte stellen die virtuelle Prozess-Planung und Prozess-Optimierung, die mathematische Werkstoffmodellierung und Versagensvoraussage sowie Verfahren zur virtuellen Modellierung des Fertigungsverhaltens, insbesondere zur Beurteilung der Prozess-Robustheit, dar.

Schwerpunktsthemen der IVP-Forschungstätigkeiten

Digitale Umformfabriken

Das zukünftige Ziel der virtuellen Prozessplanung ist die Verknüpfung einzelner heute noch isolierter Prozessschritte zur digitalen Umformfabrik, welche als ein virtueller Prüfstand von Teilen, Baugruppen und gesamten Systemen vor ihrer physischen Fertigung dient. Hierbei gilt es, leistungsfähige, integrierte Planungssysteme, Simulationstools für den virtuellen Try-Out, aber auch Methoden zur Kontrolle des Fertigungsverhaltens zu entwickeln. Sowohl die automatische Optimierung der Prozesse als auch die virtuelle Voraussage der Prozess-Robustheit sind neue, anspruchsvolle Forschungsaufgaben.

Virtuelle Modellierung von Blechumformprozessen

Virtueller Try-Out von Umformsystemen zur schnellen Prozessinbetriebnahme

Digitale Werkstoffmodelle

Da umformtechnische Verfahren immer eine Beherrschung des Werkstoffes und der Tribologie voraussetzen, ist auch bei der virtuellen Prozessmodellierung eine exakte Abbildung des realen Werkstoffverhaltens durch geeignete, mathematische Modelle unerlässlich. Dies erfolgt heute auf unterschiedlichen Abbildungsebenen.

IVP-Tribo-Messanlage	Druckverteilung
Schmierstofftaschen	Festkörper-Reibkontakt

Experimentelle und virtuelle Modellierung von Triboprozessen: Links oben: IVP-Tribo-Messanlage; rechts oben: Druckverteilung in einem Blech-Tribosystem; links unten: Schmierstofftaschen auf rauher Blechoberfläche; rechts unten: Mollekulardynamisches Modell eines Festkörper-Reibkontaktes.

Die umfassende Ausstattung des Institutes mit Geräten zur experimentellen Werkstoffdatenerfassung sowie die Entwicklung von eigenen Programmen zur Umwandlung der experimentellen Daten in mathematische Werkstoffmodelle stellen einen wichtigen Bestandteil dieser Forschungstätigkeit dar. Die neu entwickelten Verfahren kombinieren hierbei klassische phänomenologische Messmethoden mit den Verfahren der Kristallplastizität.

Industrielle Zusammenarbeit

Neben der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Prozess- und Werkstoffmodellierung ist das Institut sehr intensiv im Bereich der Industrieforschung tätig. Zu langjährigen Partnern gehören sowohl führende deutsche Automobilhersteller, Firmen aus der Medizinaltechnik, Hersteller von Food und Pharmaverpackungen, Strangpresser, Firmen im Bereich der Innenhochdrucktechnologie sowie Anlagen- und Pressenhersteller. Gerade dank den engen Kontakten zu den im Bereich der virtuellen Produktionsplanung führenden deutschen Automobilherstellern ist ein gegenseitig befruchtender Informationsaustausch möglich. Der Technologietransfer zu schweizerischen KMUs stellt einen wichtigen Nebeneffekt dieser Kooperationen dar.