Geometrische Veränderung von Oberflächenfehlern beim Kaltwalzen

Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, erste Lösungsansätze von Finite-Elemente­ Simulationen aufzuzeigen, die in der Lage sind das Verhalten von Oberflächenfehlern im Walzprozess geschlossen zu beschreiben. Dies geschieht in mehreren Näherungsschritten, um unter besonderer Berücksichtigung der Komplexität hierfür geeignete Modelle zu entwickeln, die sowohl der Forderung nach kurzer Berechungszeit als auch nach Modellgenauigkeit entsprechen. Das angestrebte Ergebnis solcher Simulationen ist sowohl die Erklärung und die Vorhersage von Oberflächenfehlern bei Produktionsprozessen als auch die Ermittlung und Erklärung möglicher Ursachen von Fehlern. Die gewonnenen Erkenntnisse und Zusammenhänge könnten in eine Art Qualitätsmodell eingebracht werden, dass die Grundlage einer Prozessoptimierung bildet.

Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von flachgewalztem Halbzeug wird eine Vielzahl von Transport- und Prozessstufen durchlaufen. In jeder Fertigungsstufe kann das Material trotz der modernen Verfahrenstechnik beschädigt werden, sodass auf dem Endprodukt Oberflächenfehler verbleiben. Oberflächendefekte können bei Endverarbeitung beim Kunden große Probleme bereiten und führen so zwangsläufig zu Reklamationen. Daher ist der Halbzeugproduzent daran interessiert, genaue Kenntnis über die Qualität seiner Produkte zu erlangen. Er ist ebenfalls daran interessiert, Fehler frühst möglich zu erkennen, um die Fehlerursache zu finden und so geeignete Abstellmaßnahmen zu ergreifen oder die weiteren Verarbeitungsschritte der beschädigten Produkte zu überdenken. Eine immer häufiger in Anspruch genommene Möglichkeit die benötigten Oberflächeninformationen bereitzustellen, bieten automatische Oberflächeninspektionssysteme. Die Leistungsfähigkeit solcher Messgeräte hängt wesentlich von den optischen Eigenschaften des Materials, der Zusammensetzung der Einzelkomponenten des Systems und den verwendeten Algorithmen bei der digitalen Bildverarbeitung zur Fehlererkennung ab.