Digitale Zwillinge von Materialien sind virtuelle Abbilder, die innere Prozesse sowie Interaktionen der Materialien mit der Umgebung, etwa bei Herstellung oder im Einsatz, erfassen. Auf diese Weise liefern sie Einblicke, die häufig in der Realität so nicht oder nur mit großem Aufwand zu realisieren sind1Digitale Zwillinge.
Das Rohmaterial durchläuft in den Unternehmen bei der Umwandlung in Produkte mit hoher Wertschöpfung eine komplexe Folge von Fertigungsprozessen. Dabei prägt jeder Produktionsschritt dem Material eine Signatur des Prozesses auf und beeinflusst so seine Eigenschaften und damit die Leistung des Produkts. Das Ziel ist es daher, die Beziehung zwischen Prozess und Materialeigenschaften in den digitalen Zwilling zu integrieren2Der Stoff, aus dem die Werkstücke sind.
Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung des Digitalen Zwillings in der Kunststofftechnik. Die Herausforderung besteht darin, “Daten aus den frühen Phasen der Produktentwicklung und -herstellung mit der resultierenden Bauteilqualität und späteren Lebensdauer der Bauteile zu korrelieren, um diese proaktiv beeinflussen und optimieren zu können. Dazu werden neben der durchgängigen und vernetzten Datenbasis im Digitalen Zwilling prädiktive Ansätze benötigt, um die optimale Einstellung und Regelung von Prozessparametern bauteilbezogen, d. h. zyklusscharf, abzuleiten und folglich die resultierenden Struktur- und Bauteileigenschaften prädizieren zu können”3Digitaler Zwilling in der Kunststofftechnik.
Weitere Informationen:
Innovation2GO “The Digital Twin for Material and Process Design in Lightweight Construction”
Digital Twins for Materials and Structure
Guidance for Materials 4.0 to interact with a digital twin
A molecular dynamics based digital twin for ultrafast laser material removal processes