P26 - Sensorbasierte Zustands- und Positionsüberwachung von Umformwerkzeugen im Bereich der Innenhochdruckumformung – Erste Ergebnisse
- Event
- 23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg - Band
- Poster
- Chapter
- Poster
- Author(s)
- T. Reuter, P. Fischer, A. Grundmann - ICM e.V., Chemnitz, T. Frank - CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH, Erfurt, K. Nestler - KOMITEC electronics GmbH, Zwönitz
- Pages
- 599 - 606
- DOI
- 10.5162/sensoren2026/P26
- ISBN
- 978-3-910600-11-9
- Price
- free
Abstract
Zustandsüberwachung und vorausschauende Instandhaltung gewinnen in der Produktionsindustrie zunehmend an Bedeutung. Industrielle Condition-Monitoring-Systeme basieren überwiegend auf der Analyse großer Datenmengen, die durch umfangreiche Sensorik an Maschinen und Anlagen erfasst werden. Diese Ansätze ermöglichen zwar eine zuverlässige Überwachung des Anlagenzustands sowie die Ableitung von Verschleißmodellen, erlauben jedoch keine direkte, prozesszyklusbezogene Erfassung der tatsächlichen Werkzeugbelastung. Insbesondere in der Innenhochdruckumformung (IHU), die durch sehr hohe Flächenbelastungen und Schließkräfte von bis zu 50.000 kN gekennzeichnet ist, stellt dies eine zentrale Herausforderung dar. Zur Adressierung dieser Problematik wird ein sensorbasiertes Messkonzept vorgestellt, das die Integration eines SiliziumDehnungsmessstreifens (Si-DMS) in die Matrize eines IHU-Werkzeugsystems umfasst. Der Sensor ermöglicht eine indirekte Erfassung der Werkzeugbelastung und liefert Rückschlüsse auf die Bauteilausformung. Ergänzend wurde ein Messwertverstärker zur Signalaufbereitung sowie ein Werkzeugpositionierungssystem zur eindeutigen Lokalisierung integriert. Die Validierung des Sensorkonzepts erfolgte anhand der Umformung eines T-Stücks aus dem Werkstoff 1.4301 bei variierenden Umformdrücken zwischen 500 und 2000 bar. Die Auswertung umfasste Prozessgrößen, Sensorsignale sowie geometrische Bauteilmerkmale. Mittels statistischer Analysen und Clusterverfahren konnten eindeutige Zusammenhänge zwischen Sensorsignal und Umformgrad identifiziert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass ab einem Umformdruck von 1750 bar ein Ausformungsgrad von 94 % und bei 2000 bar nahezu vollständige Ausformung erreicht wird. Das vorgestellte Sensorkonzept ermöglicht somit eine prozessintegrierte Zustandsüberwachung und bietet Potenzial zur Echtzeitbewertung der Bauteilausformung, zur Optimierung der Prozessführung sowie zur Steigerung der Effizienz und Prozesssicherheit in der IHU.