Vorstellung des Projektes "Tolman" bei der diesjährigen Saxsim an der TU Chemnitz am 26.03.2019

Bei der Fertigung mechatronischer Produkte in den vielfältigen Industriebranchen, wie der Medizintechnik, dem Maschinen- und Automobilbau etc., bestehen stets erhöhte Qualitätsansprüche, um Funktionalität, Herstellbarkeit, Kosten und weitere produktbedingte Aspekte zu gewährleisten. Infolgedessen hat das Toleranzmanagement erheblich an Bedeutung gewonnen. Die Art und Weise der Toleranzfestlegung im Entwicklungsprozess eines Produktes stellt einen wesentlichen Bestandteil der Produktbeschreibung dar und hat eine signifikante Auswirkung auf die Optimierung der Funktion, der Kosten oder der Herstellprozesse. Die Funktion der mechatronischen Produkte stützt sich auf mechanische, thermische oder auch z. B. elektromagnetische Eigenschaften. Somit sollen diese physikalischen Abhängigkeiten neben der rein geometrischen Toleranzanalyse mitberücksichtigt und untersucht werden. Ein Toleranzmodell für die funktionelle nichtlineare Maßkette wird anhand der Identifikation der wesentlichen Produktmerkmale aufgestellt und erfasst die wichtigsten Beitragsleister. Dabei handelt es sich um eine physikalische Maßkette, die auch Materialeigenschaften wie z. B. Reibwerte, E-Modul und Temperaturlängenausdehnungskoeffizienten berücksichtigen kann. Auf Basis der Ergebnisse von finiten Elemente Analysen (FEA) in Creo Simulate können flexible Bauteile erstellt werden, die zur Aufstellung eines parametrischen Toleranzmodells verwendet werden können. Die Multiziel-Konstruktionsstudie, die Creo anbietet, ist dann in der Lage, die festgelegten Parameter je nach Anforderung statistisch zu variieren, wobei das jeweilige Modell sich dank seiner Definition anhand der flexiblen Bauteile analog zu den FEA – Ergebnissen verformt. Auf diese Weise kann die funktionelle Maßkette in dem gezeigten Beispiel die Öffnerkraft eines elektromechanischen Relais bestimmt und dementsprechend die Produktbeschreibung optimiert werden. Anschließend soll die durchgeführte Konstruktionsstudie in dem CAD-System Creo mit weiteren Toleranzsimulationsprogrammen wie z. B. Cetol von Sigmetrix verglichen und validiert werden. Das entwickelte Methodische Tolerieren kann in der CAD-integrierten modellbasierten Prozesskette in der virtuellen Produktentwicklung verwendet werden. Damit ist eine effiziente Kommunikationsschnittstelle zwischen den Abteilungen der Konstruktion und der Simulation geschaffen.


Erfahrungsaustauch im Workshop „Toleranzmanagement an mechatronischen Komponenten“ am 5.12.2018 an der HTW
Treffen von interessierten Teilnehmern, Industrievertretern und Forschungsmitglieder

Am 5.12.2018 drehte sich alles um das Thema Toleranzmanagement in dem von dem Institut für angewandte Forschung geförderten Forschungsprojekt „Tolman“. Die Veranstaltung führte sowohl Industrievertreter des Forschungsprojektes als auch Studierende der Beuth Hochschule für Technik und der Hochschule für Technik zusammen. Unter Toleranz ist die zulässige Abweichung von einer Vorgabe zu verstehen, die so gewählt wird, dass diese nicht die Funktion eines Produktes beeinträchtigt. Jetzt kommt das Management ins Spiel und plant und steuert den Prozess der geometrischen Tolerierung und deren Umsetzung in der Produktfertigung. Das methodische Tolerieren und die zugehörige Richtlinie ist Ziel des Forschungsprojektes und wurde durch den Eingangsvortrag am Beginn mit einer Zusammenfassung von Prof. Pietsch dargestellt. In den anschließenden Beiträgen des wissenschaftlichen Mitarbeiters und der wissenschaftlichen Mitarbeiterin wurde an dem Beispiel einer Steckverbindung mit Verriegelung die ausgewertete geometrische Toleranzkette mit Form- und Lagetoleranz und statistischer Auswertung demonstriert. Der Workshop wurde durch die von Herrn Weidenhiller vorgestellten Industriebeispielen des Toleranzmanagement abgerundet, die aus den Anwendungen der Firma TTC³ entstanden sind. In der abschließenden Diskussion konnten Fragestellung der optimalen Vorgehensweise für das Toleranzmanagement mit den Teilnehmern insbesondere den Kooperationspartnern des Forschungsprojektes erörtert werden.