ManuSafeNextGen

Skalenübergreifende modellgestützte Fertigung sicherheitskritischer Triebwerkskomponenten

Das Projekt ManuSafeNextGen beschäftigt sich mit der Herstellung von Bauteilen für die nächste Generation besonders effizienter Flugtriebwerke. Diese Bauteile sind sicherheitskritisch – ihre Qualität und Zuverlässigkeit sind daher von höchster Bedeutung. Ziel ist es, Fertigungsprozesse wie das Zerspanen (Drehen, Räumen, Schleifen) mithilfe von Modellen und digitalen Methoden besser zu verstehen, zu überwachen und gezielt zu regeln. Dabei geht es vor allem um die Eigenschaften der Randzone – also der oberflächennahen Schicht des Materials, die entscheidend für die Haltbarkeit des Bauteils ist.
Nach erfolgreichem Projektabschluss können bereits in der Prozessplanung Vorhersagen über die Eigenschaften der Bauteile getroffen werden.

Während der Fertigung wird es möglich sein, die Qualität digital zu überwachen und bei Bedarf in Echtzeit gegenzusteuern. Damit lassen sich Gewichtseinsparungen identifizieren, die Bauteile effizienter auslegen und langwierige sowie zerstörende Tests an fertigen Komponenten vermeiden. Auf diese Weise trägt ManuSafeNextGen wesentlich dazu bei, die Entwicklung sicherer, leichterer und effizienterer Flugtriebwerke zu beschleunigen.

Konsortium: MTU Aero Engines AG, Fraunhofer IPT, Access e.V., RWTH Aachen (Manufacturing Technology Institute MIT, Institut für Bildsame Formgebung IBF, Lehrstuhl für Mathematics for Uncertainty Quantification UQ)

Im Projekt entstehen Prognosemodelle, digitale Zwillinge, automatisierte Prüfmethoden und Uncertainty-Quantification zur präzisen Prozesssteuerung, standardisierten Qualitätsprüfung und systematischen Bewertung von Unsicherheiten.

Prognosemodelle, die vorhersagen, wie sich Wärme, mechanische Belastungen und Werkzeugverschleiß auf das Materialgefüge auswirken.

Digitale Zwillinge, die mit Hilfe realer Prozessdaten den aktuellen Zustand des Bauteils abbilden und so eine gezielte Regelung der Fertigung ermöglichen.

Automatisierte Prüfmethoden, die die Randzoneneigenschaften standardisiert und zuverlässig erfassen.

Uncertainty Quantification, also Verfahren zur systematischen Erfassung und Bewertung von Unsicherheiten in Modellen, Prozessen und Messungen.

Kernergebnisse

Zeiteffiziente Prognose der SI durch analytisch-numerische Modellierung

Integration von Modell-, Fertigungs- und Messunsicherheiten in SI-Prognose

Durchgängige Erstellung des digitalen SI-Zwillings über konsekutive Fertigungsprozesse hinweg

Eingliederung der entwickelten Toolbox in die digitale Anlaufumgebung »Ready4RampUp«

Serientaugliche Überwachung & Regelung von SI-Klassen

Übertragbarkeit auf andere Fertigungsprozesse und Bauteilfeatures

Demonstration anhand seriennaher Prozesse