Neues BMBF-Projekt zur Bauteiloptimierung an der Hochschule Reutlingen

Gemeinsam mit der Georg Fischer Gießerei in Mettmann und der Sachs Engineering in Engen wird das neue Forschungsvorhaben „Innovative Leichtbauteile aus hochfestem duktilem Gusseisen mit Kugelgraphit unter Berücksichtigung bionischer Methoden“ durchgeführt.

Prof. Rolf Steinbuch, Studienbereich Maschinenbau, leitet das Reutlinger Teilprojekt, das mit einem Volumen von 300.000 Euro gefördert wird. Hierbei geht es insbesondere um die Ausweitung auf als bisher problematisch angesehene Formen zum Gießen relativ dünnwandiger Komponenten, die mechanischen und thermischen Lasten ausgesetzt sind. Mit Verfahren, die der Natur abgeschaut sind, sogenannte bionische Methoden, werden Varianten entwickelt, die sich mit klassischen Optimierungsverfahren nicht oder nur mit unübersehbar viel Vorarbeit ergeben. Stichworte sind hier Kreuzung und Mutation, mit denen aus vorliegenden Entwürfen neue Ideen entstehen. Prof. Rolf Steinbuchs Erfahrungen aus dem vorangegangenen Forschungsprojekt „Optimierung technischer Bauteile mit Evolutionsstrategien“ werden hier einfließen.

Kennzeichnend für den Umfang der geplanten Untersuchungen ist, dass die Reutlinger Forschungsgruppe damit rechnet, ca. zwei Millionen Bauteilvarianten zu untersuchen. Dies bedeutet 500.000 Stunden Rechnerzeit. Um diesen anfallenden Bedarf an Computerzeit zu leisten, werden zusätzlich zu der schon heute hervorragenden Ausstattung der Simulationsteams an der Hochschule Reutlingen weitere 15 Rechner mit Doppelprozessoren angeschafft. Im Rahmen des Projekts wurden zwei befristete Stellen für wissenschaftliche Mitarbeiter geschaffen. Zusätzlich werden einige Themen für die Bachelor- und Master-Thesis im Studienbereich ausgeschrieben.

Die Zusammenarbeit der drei Partner sieht folgendermaßen aus: Die Georg Fischer Gießerei wird ein Modellbauteil mit Funktionsvorgaben bezüglich Fertigungs- und Einsatzbedingungen liefern. Darauf basierend wird die Gruppe um Prof. Steinbuch Grundideen zu den Bauteilen entwickeln, die von Sachs Engineering zu serientauglichen CAD-Modellen qualifiziert weiter bearbeitet werden. Die anschließenden experimentellen und fertigungstechnischen Arbeiten werden mit den von Sachs Engineering gelieferten Modellen in der Georg Fischer Gießerei durchgeführt.

Das Gesamtfördervolumen des BMBF-Projekts beträgt zwei Mio. Euro für eine Laufzeit von 27 Monaten. Die Georg Fischer Gießerei leitet das Gesamtprojekt.