OntOMaT - Nachhaltige Ontologie-basierte Entwicklungs- und Optimierungslösungen...
2022 - 2026
OntOMaT - Nachhaltige Ontologie-basierte Entwicklungs- und Optimierungslösungen...
Nachhaltige Ontologie-basierte Entwicklungs- und Optimierungslösungen für faserverstärkte Materialien und ihre Fertigungsprozesse
Im Projekt OntOMat wird für additive Extrusionsverfahren, SMC/BMC-Prozesse und die darin genutzten thermo- und duroplastischen faserverstärkten Komponenten eine umfassende Ontologie aufgebaut und bi-direktional mit einer multi-skalen Simulation verknüpft. Zusätzlich werden noch relevante Prüfprozesse und Inline-QM in der Ontologie berücksichtigt und der Aspekt von Materialkreisläufen über rezyklierte Materialien implementiert.
Übergeordnetes Ziel des Verbundvorhabens OntOMat stellt die Zusammenführung mehrerer ontologischer Einzelbeschreibungen in einer generalisierten harmonisierten Ontologie im Hinblick auf die holistische Betrachtung der Zusammenhänge zwischen Material, Fertigung, Bauteilauslegung und -lebenszyklus dar.
Die Validierung der Nutzbarkeit der ontologischen Beschreibung und des daraus erwachsenden Knowledge Graphen stehen im Kern des Projekts. Im Projekt werden die notwendigen skalenübergreifenden Daten- und Simulationsmodelle sowie Prozessketten geschaffen und über einheitliche Schnittstellen eine umfassende Datenintegrität ermöglicht. Für die Ontologie-Entwicklung sind dabei gezielt SMC- und additive Materialextrusionsverfahren als repräsentative Fertigungsprozesse ausgewählt. Durch die charakteristischen Eigenschaften und Unterschiede dieser Prozesse ist die generische Betrachtung weiterer relevanter Fertigungstechnologien gesichert, so dass die entwickelte Ontologie flexibel auf andere relevante Prozesse wie RTM oder AFP erweiterbar wird.
Ziel des Teilvorhabens ist es zunächst den Aufbau der Ontologie maßgeblich zu unterstützen. Hierzu entstehen formalisierte Beschreibungen basierend auf der profunden Expertise des DLR für Material-, Bauteil-, Fertigungs- und Prüfprozesse sowie Materialkreisläufe. Diese bilden für die Verbundpartner die Ausgangsbasis zur Entwicklung der Ontologie und bi-direktionalen multi-skalen Simulationsprozesskette. Dabei unterstützt das DLR insbesondere um die Erweiterung von Simulationsansätzen zur Abbildung der Strangablage bei der Materialextrusion.
Für das Verbundvorhaben insgesamt übernimmt das hier beantragte Teilprojekt maßgeblich die Validierung und Erprobung der entwickelten Ontologie und multi-skalen Simulationsprozesskette. Hierfür werden bestehende, industrierelevante Fertigungs- und Prüfumfelder geeignet erweitert. Zudem erlaubt das Teilprojekt die Überprüfung der Leistungsfähigkeit für die ontologisch dargestellten Wirkzusammenhänge sowie Optimierungspotenziale zu identifizieren. Erweitert werden diese Ansätze um die Einbindung von Materialkreisläufen. Das Teilvorhaben ermöglicht somit eine ganzheitliche Betrachtung der Materialklasse, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit der Projektergebnisse deutlich gestärkt wird.
Im Verbund und durch das beantragte Teilvorhaben entsteht somit erstmals ein ganzheitlicher Ansatz zur Beschreibung der starken Kopplung von Material, Bauteil und Prozess für die besondere Werkstoffklasse der faserverstärkten Kunststoffe. Durch die Sicherung der Datenintegrität zwischen realen Prüf- und Prozessdaten mit der Ontologie sowie der angebundenen, multi-skalen Simulationsprozesskette entsteht eine weit den Stand der Technik übertreffende Umgebung zur Entwicklung und Optimierung mit faserverstärkten Kunststoffen. Hierdurch wird die Zugänglichkeit der Werkstoffklasse maßgeblich gestärkt.
