Die heute verfügbaren Presstechnologien stoßen mit den etablierten charakteristischen linearen Werkzeugbewegungen bei der prozessintegrierten Erzeugung eines Hybridverbundes aus thermoplastischer Pressmasse und metallischen Halbzeugen an ihre technologischen Grenzen. So bestehen beispielsweise durch Lufteinschlüsse und Verschiebung von metallischen Einlegern Restriktionen hinsichtlich der Reproduzierbarkeit. In diesem Projekt wird ein neues Verfahren mit mehr Freiheitsgrade erforscht. Der Ansatz besteht hierbei in der Durchdringung eines trockenen Faserhalbzeugs mit einer auf Umformtemperatur erwärmten thermoplastischen Pressmasse als Matrixwerkstoff und die damit verbundene Anbindung an eine metallische Verstärkungsstruktur. Das Anpressen erfolgt durch eine mehrdimensionale Taumelbewegung in einer am IWF entwickelten Taumelpresse.
Im bisherigen Projektverlauf wurde ein kinematisches Modell entwickelt, mit dem die Bahnplanung des „taumelnden“ oberen Umformwerkzeugs in Abhängigkeit der Bauteilgeometrie berechnet werden kann. Dazu wurde ein genetischer Algorithmus implementiert, um die erforderlichen Rotationswinkel und die Wegpunkte zu bestimmen. Die Maschinenbeschränkungen wie der Arbeitsraum der Taumelpresse sowie die Bauteilgeometrie bilden hierbei die definierenden Randbedingungen. Kollisionen zwischen der Werkzeuggeometrie und der finalen Bauteilgeometrie wurden im Algorithmus bestraft, mit dem Ziel eine gleichmäßige Verteilung des Thermoplasts zu erreichen. Die inverse Kinematik, die zur Steuerung der Taumelpresse benötigt wird, kann anschließend mithilfe der Werkzeugbahn berechnet werden. Im weiteren Projektverlauf wird eine FE-Simulation mit dem kinematischen Modell gekoppelt, um die berechneten Werkzeugbahn zu optimieren. Somit wird grundlegendes Wissen zur Werkzeug- und Prozessauslegung generiert, um diese hochkomplexen freikinematischen Umformprozesse effizient auszulegen.