Simulationsunterstützte ressourceneffiziente Auslegung und Realisierung des Elektrochemischen Abtragens (SIREKA)

Problemstellung
Für die präzise Werkstückbearbeitung werden beim elektrochemischen Abtragen die dafür wesentlichen Einflüsse der Elektrodengestaltung und Prozessführung heute durch schrittweises Herantasten an die geforderten Ergebnisse mittels ¿Versuch und Irrtum¿ empirisch bestimmt. Dieses Vorgehen ist zeitaufwändig und produziert eine Vielzahl von nicht verwertbaren Ausschussteilen. Dies steht einer wirtschaftlichen Anwendung des Verfahrens trotz dessen prinzipieller Eignung häufig im Wege.

Projektziele
Ziel des KMU-innovativ-Projekts SIREKA ist die Entwicklung einer Software, mit der die Festlegung von Elektrodengeometrie und Prozessführung möglichst ohne empirische Versuchsreihen ermöglicht werden soll, was eine deutliche Effizienzsteigerung bedeutet. Zudem soll die Elektrode generativ gefertigt werden. Erst diese generative Fertigung ermöglicht die Realisierung der geforderten Elektrodengeometrien für optimale Stromzuführung und gewünschten Materialabtrag. Durch die so gestalteten Geometrien soll es beispielsweise auch möglich werden, den ungewollten Abtrag im Seitenspalt zu reduzieren und somit die Qualität der Bearbeitung zu steigern.

Vorgehensweise
Hierzu wird erstmals eine Simulationssoftware entwickelt, die auf Daten des realen Auflösungsverhaltens der Werkstücke basiert. Diese Daten werden in Experimenten mit Hilfe einer neuartigen Analysevorrichtung systematisch ermittelt. Die Qualität der Simulationsergebnisse bezüglich einer für die Produktion idealen Prozessführung und Elektrodengestaltung kann so wesentlich verbessert werden.
Die Elektrode wird mittels direkter Übernahme der Simulationsdaten generativ gefertigt. Hierzu wird eine entsprechende Datenschnittstelle entwickelt. Zudem wird untersucht, inwieweit die gefertigten Elektroden ideal galvanisiert und in der Fertigung eingesetzt werden können.
Das Vorhaben wird von zwei Anwendern aus der Automobil- und Konsumgüterbranche begleitet.

Anwendungspotential und erwartete Ergebnisse
Neben Einsparungen bei der Prozessauslegung von bis zu 30 v. H. bei Energie, Material und Arbeitszeit wird eine deutliche Qualitätssteigerung bei den abgetragenen Formen erwartet. Die Kopplung von Simulation und Elektrodenfertigung beschleunigt zudem die Anlagen- und Vorrichtungsentwicklung und damit die Einführung neuer Produkte bei den Anwendern. Die Ergebnisse können in einer Vielzahl von weiteren Anwendungen und Branchen zum Einsatz kommen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in der Medizin-, Mikrosystem- und Energieindustrie, kurz gesagt überall dort, wo präziseste Oberflächen und Strukturen gefordert sind.