Der digitale Zwilling der Maschine – Prozessvalidierung durch Industrie 4.0?

Modellierung des Verhalten von Spritzgießmaschinen zur Prozessübertragung bei konstanter Qualität.

Die Verknüpfung zwischen Kunststofftechnik und Digitalisierung | Bild: IKV

Thema der Arbeit:
Für viele industrielle Prozesse, z. B. in der Automobil- oder Medizintechnik, ist eine Validierung des Prozesses notwendig. Damit möchte der Hersteller sicherstellen, dass seine Produkte die Qualitätsanforderungen sicher erfüllen und somit spätere Rückrufaktionen vermeiden. Da die Unterschiede zwischen (selbst baugleichen) Spritzgießmaschinen sehr groß sind, ist bei einem Maschinenwechsel eine erneute Prozessvalidierung notwendig, auch wenn das gleiche Material und Werkzeug verwendet werden.

In deiner Arbeit wirst du das Verhalten von zwei ähnlichen Spritzgießmaschinen untersuchen und in ein Maschinenmodell überführen. Dazu wirst du in praktischen Versuchen die Prozessgrößenverläufe aufzeichnen und die Qualität der Spritzgießbauteile ermitteln. Anhand deiner Ergebnisse wirst du ein Konzept erstellen, um die charakteristischen Maschinenunterschiede anhand von Klassifizierungsgrößen strukturiert zu bestimmen. Die Ergebnisse deiner Untersuchungen wirst du in praktischen Versuchen für einen anderen Prozess (z. B. Material- oder Bauteilwechsel) validieren. Abschließend wirst du daraus die Anforderungen für digitale Zwillinge von Spritzgießmaschinen ableiten, damit eine Modellierung des Maschinenverhaltens in der digitalen Welt möglich ist.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Das Exzellenzcluster Internet of Production (IoP) der RWTH Aachen forscht an der Übertragung der Digitalisierung (Internet of Things) in die Produktion. In aktuellen Arbeiten werden Ansätze aus dem Bereich Industrie 4.0 (digitale Zwillinge) für die Kunststoffverarbeitung untersucht.

Zielsetzung:
Das Ziel deiner Arbeit ist die Prozessübertragung zwischen Spritzgießmaschinen. Durch eine Anpassung der Maschineneinstellgrößen beim Maschinenwechsel sollen dieselben Qualitätsanforderungen realisiert werden.

Deine Aufgabenstellung:

  • Literaturrecherche zu Modellierung und Unterschieden von Spritzgießmaschinen
  • Durchführen von praktischen Spritzgießversuchen auf ähnlichen Maschinen, um das Maschinenverhalten zu modellieren
  • Validierung des Übertragungsmodells zwischen beiden Maschinen anhand von Spritzgießversuchen mit einem anderen Bauteil oder Material
  • Konzeptionelle Überführung der Zusammenhänge in einen Anforderungskatalog für die Modellierung digitaler Zwillinge von Spritzgießmaschinen

Der Umfang der praktischen Versuche wird an das Format deiner Arbeit (Bachelor- oder Masterarbeit) individuell angepasst. Du kannst bei der Finalisierung deiner Aufgabenstellung eigene Schwerpunkte im Bereich Kunststofftechnik oder Industrie 4.0 setzen.

Deine Vorteile:

  • Arbeit an einem industriell und akademisch hochrelevanten Thema im Exzellenzcluster „Internet of Production“ der RWTH Aachen
  • Du verknüpfst die Themenfelder Spritzgießen und Digitalisierung, sodass du deine Kompetenzen in beiden Themenfeldern stärken kannst
  • Mitarbeit in einem tollen Team, das dich bei deiner Arbeit unterstützt
  • Individuelle Anpassung von Arbeitsumfang und Zeitplanung

Wenn du in die Bereiche Spritzgießen/Kunststofftechnik und Industrie 4.0 tiefer einsteigen möchtest und unser Team bei der Bearbeitung dieses spannenden Themas unterstützen möchtest, melde dich gerne bei mir. Ich freue mich schon auf die Zusammenarbeit.

Deine Ansprechpartnerin:
Katharina Hornberg, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-93979
E-Mail: katharina.hornberg@ikv.rwth-aachen.de