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Das Gesamtziel des Vorhabens digitalTPC ist die Erstellung eines digitalen Zwillings der kompletten Wertschöpfungskette des thermoplastischen Leichtbaus um erstmals eine wertschöpfungsstufenübergreifende, datenbasierte adaptive Prozessregelung zur signifikanten Steigerung der Ressourceneffizienz zu ermöglichen. Dies beinhaltet folgende Aspekte: 

• Ermöglichung einer konsequenten Identifikation von Materialkonfigurationen und Materialzuständen über den kompletten Wertschöpfungsprozess, 
• nachhaltige Produktion durch ganzheitliche Optimierung der kompletten Wertschöpfungskette, 
• Erhöhung der Ressourceneffizienz durch Aussortieren fehlerhafter Halbzeuge in einer Stufe niedriger Wertschöpfung, 
• adaptive Produktionsprozesse, die beispielsweise automatisiert auf schwankende Eingangsmaterialqualitäten oder Verwendung von Recyclingmaterial reagieren und  
• Integrative Optimierung der finalen Bauteilqualität (am Ende der Prozesskette) statt multiplikativer Verknüpfung der Qualitätsmerkmale einzelner Prozessstufen.  

Exemplarisch wird dazu der Hybrid-Spritzgussprozess mit umgeformten Tape-Laminaten zur lokalen Verstärkung von Spritzgussbauteilen betrachtet. Der zu entwickelnde digitale Zwilling soll dabei die komplexen Zusammenhänge zwischen den Eingangs-Materialeigenschaften, deren Beeinflussung/Veränderung über die einzelnen Prozessstufen und den finalen Bauteileigenschaften zuverlässig abbilden und damit erstmals eine ganzheitliche wertschöpfungsstufenübergreifende Optimierung des kompletten Fertigungsprozesses von den Ausgangsmaterialien (Faser und Kunststoffgranulat) bis zum finalen Bauteil ermöglichen. Die Funktionsweise des digitalTPC soll zum Projektabschluss anhand eines verteilten Fertigungsprozesses an den Standorten von IMWS (UD-Tape-Herstellung) und des ICT (Bauteil-Herstellung) im industriellen Maßstab demonstriert werden. Folgende Prozessschritte der Hybrid-Spritzgusstechnologie werden dabei betrachtet:

1. UD-Tape-Herstellung Fraunhofer IMWS (Anlagentechnik Krauss Maffei UD500)

2. Tape-Legen zu Laminat  Fraunhofer ICT (Anlagentechnik Dieffenbacher)

3. Laminat-Konsolidierung Fraunhofer ICT (Anlagentechnik Dieffenbacher)

4. Hybrid-Spritzguss Fraunhofer ICT (Anlagentechnik erweiterte Fertigungszelle)