“3D-Druck aus der Cloud“: 3D Print-Cloud BW: wbk Karlsruhe, IfW Stuttgart
Additive Fertigung verspricht geringe Kosten, verkürzte Produktionszeiten, flexible und kundenindividuelle Produktion. WGP-Forscher arbeiten derzeit an einer Wolke, in der alle Bestandteile einer kompletten Prozesskette der additiven Fertigung vorliegen. Darin können Unternehmen nach Belieben zusammengestellte Pakete von Teilmodulen bestellen.
“BaZMod – Bauteilgerechte Maschinenkonfiguration in der Fertigung durch Cyber Physische Zusatzmodule”
Das Projekt ist darauf ausgelegt, Lösungen zu finden, die einen standardisierten Austausch von Daten und Energie zwischen intelligenten Werkzeugen und der Produktionsumgebung möglich machen.
Die vierte industrielle Revolution steht für die starke Vernetzung von Maschinen und interlligenten Systemen. Auch im Bereich der spanenden Werkzeugmaschinen ermöglichen intelligente Werkzeuge eine flexiblere und kostenärmere Fertigung. Jedoch werden bisher die Vernetzung von intelligentem Werkzeug und der Maschinensteuerung herstellerindiviuell ausgeführt. Eine standardisierte, herstellerübergreifende Schnittstelle würde aber die mechanische und elektrische Ankopplung des Werkzeugs an die Maschine ermöglichen.
„DynaTool“ und „Intefix“
Zum Beispiel Flugzeug-Spanten sind unter anderem aus hochfesten Aluminium-Legierungen gefertigt, bis zu 6 Meter lang und nur wenige Millimeter dünn. Wenn ein solcher Spant aus einem Block Rohmaterial herausgefräst wird, kann man sich leicht vorstellen, dass das Bauteil unter der Bearbeitung mit dem Werkzeug zu schwingen beginnt. Das wiederum hat zur Folge, dass die Oberfläche des Spants – oder anderer großer und dünnwandiger Bauteile – deutliche Unregelmäßigkeiten aufweist – ein absolutes Tabu. Zwei europäische Verbundprojekte bieten nun Lösungen an.
“freeMoVe – Wandlungsfähige Montage in frei vernetzten Montagesystemen”
Von sich regelmäßig ändernden Absatzerwartungen, kürzeren Produktlebenszyklen und steigenden Produktvarianzen ist die Montage ganz besonders betroffen. Frei verkettete Montagesysteme ermöglichen Unternehmen eine Steigerung ihrer Wettbewerbsfähigkeit durch schnelle Anpassung an sich ändernde Bedingungen und verbesserte Auslastung ihrer Produktion. Kern dieser Organisationsform ist die individuelle Auftragsroute, welche für jedes einzelne Produkt eine flexible Montageabfolge ohne zeitliche oder räumliche Restriktionen ermöglicht. WGP-Wissenschaftler entwickeln derzeit im Projekt freeMoVe die erforderlichen intelligenten Leit- und Informationssysteme für die Auftragssteuerung und die Einbindung des Menschen.
“Intro 4.0”
Mit der Einführung von Industrie 4.0 stehen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen vor der Herausforderung passende Technologien und Methoden auszuwählen. Hier setzt Intro 4.0 an, ein Forschungsprojekt mit dem Ziel, kleine und mittlere Unternehmen bei der Einführung von Industrie 4.0 zu unterstützen. Ausgehend von konkreten Fragestellungen aus der Produktion entwickeln die Wissenschaftler einen allgemeingültigen Handlungsleitfaden.
“SFB 871” : IFW + IFA Hannover
Teure Investitionsgüter reparieren statt ausmustern.
Im Alltag ist es mittlerweile eine Binsenweisheit: Einen defekten Fön zu reparieren statt zu ersetzen, spart Material und Energie – sowohl die direkte Energie für die Herstellung neuer Produkte als auch die indirekte für Transporte und Materialbereitstellung. Diese grundlegende Art der Energieeffizienz gilt umso mehr für teure, komplexe Investitionsgüter wie Turbinen, Windräder oder Transformatoren.
“SynErgie”: PTW Darmstadt, FAPS Erlangen, IFF Stuttgart, iwb München, IWF Braunschweig, WZL Aachen
Industrie bereitet sich auf erneuerbare Energien vor.
Die deutsche Industrie richtet sich auf das volatile Angebot erneuerbarer Energien ein: Das Projekt SynErgie zur Flexibilisierung produzierender Unternehmen wird mit mehreren Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium gefördert. An dem Mammutprojekt beteiligen sich rund 100 Partner, darunter sechs WGP-Institute. Den Hut hat die TU Darmstadt auf.
“E3-Produktion”: Fraunhofer IPT Aachen + IPA Stutgart
Derzeit findet in der Produktion ein Umdenken statt – weg von effizienten, hochspezialisierten Einzellösungen hin zu ganzheitlich nachhaltigen Fabriken. Ultrakurze Prozessketten sind dabei ein Aspekt, der mehr Effizienz in der Produktion schaffen soll. In ersten Modellen konnten knapp 60 Prozent der Ressourcen eingespart werden.
“SFB / TR73”: LFT Erlangn, IUL + ISF Dortmund, IFUM + IFW Hannover
Die Vision ist die Entwicklung einer neuen energieeffizienten Fertigungstechnologie: die Blechmassivumformung. Sie soll die Vorzüge und Gestaltungsmöglichkeiten der Blech- und Massivumformung zusammenführen und damit weit über die bestehenden Grenzen beider Fertigungsverfahren hinausgehen.
“FOR 1897”: ibf Aachen, utg München
Elektrische Antriebe, Generatoren oder auch Transformatoren haben ein wesentliches Element gemeinsam: Elektrobleche. Und die sind maßgeblich für die Energieeffizienz dieser Geräte. Eine DFG-Forschergruppe entwickelt derzeit Elektrobleche, die auf die Anforderungen des jeweiligen Antriebs zugeschnitten sind und deutlich höhere Energieeffizienzen schaffen.
“Werde Weltretter an der Uni” : BIMAQ, BIBA, Leibniz-IWT + BIAS Bremen
SchülerInnen frühzeitig für Studiengänge aus dem sogenannten MINT-Bereich zu interessieren, ist Schritt eins, um dem Nachwuchsmangel in der Produktionstechnik zu begegnen. Also schufen die Bremer einen Weltretter-Tag.
“Wer sucht, der findet im Talente-Pool” : WZL + IPT Aachen
Dass eine professionelle Nachwuchsförderung immer wichtiger wird, erkannten die Leiter des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT bereits vor Jahren. Mit der Gründung des Karrierepools, einer professionellen Einheit mit den Themenschwerpunkten Coaching, Beratung und Vermittlung, legten sie den Grundstein für eine systematische und ganzheitliche Unterstützung von Talenten im Bereich der Produktionstechnik.
“Akademie Hypatia – Frauen in die Produktion” : BIAS, Leibniz-IWT Bremen + WZL Aachen
Das Programm der Akademie Hypatia richtet sich an Studierende ingenieurs- und naturwissenschaftlicher Studiengänge. Prof. Frank Vollertsen vom BIAS Bremen leitet die Akademie gemeinsam mit Prof. Stefanie Reese vom IFAM der RWTH Aachen. Pro Standort und Jahr stehen zehn Plätze zur Verfügung, die auf Basis persönlicher Gespräche zu 50 % an Frauen vergeben werden. Die erfolgreiche Teilnahme am Programm wird mit einem Zertifikat bestätigt.
“Neue Fahrzeugplattform für künftige Mobilitätskonzepte”: IFF + IAT + ISW + Fraunhofer IPA Stuttgart
FlexCAR heißt die offene Plattform, mittels der das Auto der Zukunft und damit auch der Automarkt neu konzipiert werden. Ergebnis wird ein cyberphysisches, vollelektrisches Fahrzeug sein, das updatefähige und funktionale Innen- und Außenmodule integriert.
“Massiver Leichtbau prägt Autos der Zukunft” : IWT Bremen, IFU Stuttgart, UTG München, IFUM Hannover, ISF + IUL Dortmund
Leichtbau ist etwa bei Karosserien moderner Autos weit verbreitet. Beim Antriebsstrang und anderen Komponenten sind die Fortschritte weniger deutlich. Das Projekt Massiver Leichtbau kommt dank neuer Stahlwerkstoffe und Bauteilkonstruktionen jedoch voran.
“Mehr hybride Bauteile in leichteren Autos” : IWF Braunschweig, IFUM Hannover
Leichte Bauteile sind ein wesentlicher Treiber der Elektromobilität. Dank einer neuen Produktions-prozesskette können beispielsweise Batteriegehäuse leichter werden. Um 20 Prozent konnten Forscher das Gewicht reduzieren – bei gleichbleibenden Kosten und bei gleicher Stabilität. Das Mittel zum Zweck: hybride Werkstoffe.
“Bauteile vom Rand her gedacht:“: wbk KIT, FBK Kaiserslautern, MTS Kaiserslautern, WZL Aachen, IFW Hannover, ISF Dortmund, IfW Stuttgart, Fraunhofer IWU Chemnitz, IWT Bremen, IWP Chemnitz, iwb München
Zerspanend gefertigte Strukturbauteile müssen immer höheren Anforderungen genügen. Daher müssen Fertigungsprozesse künftig die Bauteilqualität schon bei der Herstellung prüfen und Qualitätsabweichungen kompensieren.
“KI-Starthilfe für Unternehmen:“: Fraunhofer IPT & WZL Aachen
So mancher möchte die immensen Datenmengen aus seiner Produktion nutzen und in seinem Unternehmen ein KI-System testen. Nur: Welche Anwendungen wären aussichtsreich? Wie kommt man an die passenden Datensätze? Antworten geben Aachener Wissenschaftler.
“Eine App für die Logistik:“: Fraunhofer IPK + IWF Berlin
Der Logic.Cube bietet eine neue Technologie, die das Management von Waren in produzierenden Unternehmen stark beschleunigt und gleichzeitig eine Datengrundlage für die Vereinfachung weiterer logistischer Vorgänge ebenso wie für die Fertigung zur Verfügung stellt.
“Elektronik intelligenter produzieren:“: Fraunhofer IPA + FAPS Erlangen
Schaltungsträger bilden das Herzstück elektronischer Geräte. Auf die unbestückten Leiterplatten werden verschiedenste Bauelemente aufgebracht. Dieser Vorgang lässt sich mittels Maschinellen Lernens deutlich optimieren.
“Energetischer Fingerabdruck der Prozesse im Blick“: IfW + ISW + IFF Stuttgart, PTW Darmstadt
Mit Ecomation lassen sich Produktionssysteme energetisch abbilden und beeinflussen, noch bevor sie realisiert werden. So kann schon in der Produktionsplanung eine energetisch optimale Auswahl von Ressourcen für einen gegebenen Fertigungsauftrag erfolgen.
“Disruptive Technologien für moderne Mobilität“: wbk Karlsruhe, IfW + ISW Stuttgart
Ein InnovationsCampus Mobilität schafft durch wissenschaftliche Exzellenz, interdisziplinäre Grundlagenforschung und neue Innovationsprozesse disruptive Technologien in den Strategiefeldern „Advanced Manufacturing“ und emissionsfreie Mobilität.
“Wie die Industrie die Energiewende mitgestaltet“: iwb München, IWF Braunschweig, PTW Darmstadt, Fraunhofer IPA Stuttgart
In einem Mammutprojekt bereitet sich die Industrie auf die Versorgung über erneuerbare Energien vor. Mit einem Anteil von 44 % am deutschen Nettostrombedarf kann sie mit diesem Hebel die Energiewende maßgeblich mitgestalten.
“WGP-Institute zeigen Vorteile flexibler Produktion“: FBK Kaiserslautern, FAPS Erlangen, wbk Karlsruhe
Neben den zahlreichen anderen Aktivitäten der WGP haben mehrere Institute begonnen, medizinische Schutzausrüstung in Kleinserien zu produzieren. Dabei zeigt sich, wie flexibel additive Fertigung sein kann.
“Access Checker misst Vitalparameter aus der Ferne“: IFF + IAT Stuttgart, Fraunhofer IPA und IAO
Ein neuartiges Messverfahren spürt Corona-infizierte Personen aus sicherem Abstand auf. Es registriert Fieber, erhöhten Puls und schnellen Atem, ohne den Mitarbeiter zu gefährden. Das Verfahren wird im Stuttgarter Robert-Bosch-Krankenhaus getestet.
“Neues Leitbild für Führungskräfte in smarten Fabriken“: IFA Hannover, wbk Karlsruhe
In Zeiten von Homeoffice drängt sich mehr denn je die Frage auf, wie digitales Arbeiten die Zusammenarbeit in produzierenden Unternehmen verändert. Forschende aus Hannover und Karlsruhe entwickeln hierfür neue Führungsinstrumente.
“Leitfaden für kurzfristigen Umbau der Produktion“: LFT + FAPS + LPT Erlangen
Drei WGP-Institute haben binnen weniger Wochen eine Produktionsanlage für Visiere und Schutzbrillen aufgebaut. Damit haben sie die Handlungsfähigkeit im Erlanger Universitätsklinikum erhalten und Arbeiter aus der Kurzarbeit geholt.
“Montage von E-Autos neu denken”: WZL Aachen, Fraunhofer IPT
Neue Konzepte führen weg von der starren Verkettung und verknüpfen Montagestationen flexibel miteinander. So sollen Unternehmen schneller auf sich ändernde Kundenwünsche und Produktionsbedingungen reagieren können.
“Additiv und subtraktiv zugleich”: IFW Stuttgart, ISF Dortmund
Metall-3D-Druck hat nur einen geringen Anteil an der industriellen Fertigung, denn noch gibt es zu viele Wissenslücken. Das ändert eine Initiative, die additiv-subtraktive Fertigungsketten erforscht. Ein Handbuch wird helfen, 3D-Druck auch in KMU zu etablieren.
“Roboter einfach und günstig integrieren”: FAPS Erlangen, wbk Karlsruhe, LPS Bochum
Robotop ist eine Plattform, auf der Unternehmen den Einsatz von Robotern in ihrer Produktion wie bei einem Baukastensystem planen, konfigurieren und simulieren können. Eine besondere Expertise ist hierfür nicht notwendig.
“Titan durch lokale Legierungen fügsam machen”: LFT Erlangen, LPT Erlangen
Titan lässt sich nur schwer umformen. Für die Fertigung individualisierter Prothesen ist das eine Herausforderung. In Erlangen entsteht eine Anlage, in der Legierungsstoffe lokal eingebracht werden können, so dass sich die Umformbarkeit des Materials an dieser Stelle verändert.
“Künstliche Knochenmodelle mit Sensorik”: IWP Chemnitz, Fraunhofer IWU
Chemnitzer Forschende bauen einen künstlichen, biomechanisch realistischen Oberschenkelknochen nach, um Hüftoperationen sicherer zu machen. In dieses Modell sind Sensoren integriert, die Brüche vorhersagen.