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Thixoforming ist ein neuartiges Formgebungsverfahren, das es im Vergleich zu klassischen Formgebungsverfahren ermöglicht, Bauteile mit höheren Festigkeitswerten und komplexeren Bauformen zu fertigen. Dazu wird die Werkstofflegierung in einem teilflüssigen Zustand verarbeitet, d. h. das Werkstück wird so erwärmt, dass es sich innerhalb des Liquidus-Solidus-Intervalls seiner Legierung befindet und der Werkstoff teilweise aufschmilzt. Die Erwärmung muss möglichst schnell erfolgen, ohne dabei die Randbereiche des Werkstücks zu überhitzen. Da im industriellen Einsatz, in Ermangelung einer geeigneten Temperaturmesstechnik, gesteuerte Anlagen überwiegen, wird in diesem Beitrag eine Methode vorgestellt, die auf der Theorie der Flachheit von Systemen mit verteilten Parametern basiert und mit der geeignete Steuertrajektorien für die induktive Erwärmung von Aluminiumbolzen berechnet werden können. Dazu wird zunächst die das System beschreibende partielle Differentialgleichung vorgestellt und davon ausgehend ein flacher Ausgang des Systems im Zeitbereich bestimmt. Mithilfe des flachen Ausgangs wird eine geeignete Steuertrajektorie für die Stellgröße des Systems berechnet, mittels derer die Temperatur der Billetmitte einem gegebenen Zeitverlauf folgt. Anhand von numerischen Simulationen wird der Erfolg der vorgestellten Methode diskutiert.

at - automatisierungstechnik

Entwurf einer flachheitsbasierten Vorsteuerung für die induktive Erwärmung beim Thixoforming (Flatness Based Control of the Inductive Heating for Thixoforming)