Inhalte der Online-Ausgabe 7/8-2024

Herausforderungen und Perspektiven der industriellen Fertigung

E. Uhlmann – Institut für Werkzeug­maschinen und Fabrikbetrieb (IWF), Technische Universität Berlin

Turbulenzen auf den internationalen Märkten, die Blockbildung von Wirtschaftsräumen und ein retardierendes Wirtschaftswachstum, einher­gehend mit sich beschleunigenden produktionstechnischen Innovations­zyklen sowie Digitalisierungsbestrebungen, stellen produzierende Unternehmen vor enorme Herausforderungen. Höchste Anforderung an erhöhte Fertigungsflexibilität bei gleichzeitig gesteigerter Produktkomplexität machen effizientere Lösungsansätze notwendig. Diese betreffen nicht nur die Produktionstechnologien und -organisation, sondern auch die gesamte Lieferkette. Perspektivisch bietet die Digitalisierung, basierend auf besserer Datengrundlage, Potenziale und Chancen für neue Entwicklungen und Innovationen. Diese Potenziale und Chancen gilt es zu erschließen, um auf lokalen und globalen Märkten langfristig Marktführerschaft und Wettbewerbs­fähigkeit zu sichern. S. 384

Steigerung der Effizienz von Glattdrückprozessen

E. Uhlmann, M. Polte, T. Hocke; M. Wendt – Fraunhofer IPK; TU Berlin

Das Glattdrücken als Nachbearbeitungsverfahren ist aufgrund seiner vergleichbar hohen Prozessgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hohen erzeugbaren Oberflächengüten im Vergleich zur konventionellen Fräsbearbeitung industriell von großem Interesse. Dennoch werden die erreichbaren Oberflächengüten durch auftretende Prozesskraftschwankungen während des Prozesses limitiert. Ein neuartiges und innovatives Glattdrück-Werkzeugsystem mit integrierter Messsensorik soll diese Einflüsse deutlich reduzieren und gesteigerte Oberflächengüten erzeugen. Im Rahmen dieses Beitrages werden umfassende Ergebnisse zur Messsensitivität des Glattdrück-Werkzeugsystems detailliert dargestellt. S. 385

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-5

Additive Fertigung für Werkzeugelektroden

E. Uhlmann, R. Bolz, C. Hein, J. Polte, T. Neuwald, B. Reinarz – Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin; EOS GmbH, Krailling

Die additive Fertigung bietet aufgrund ihrer geometrischen Freiheiten Vorteile in den unterschiedlichsten Bereichen. So ist es möglich, komplexe Strukturen zu fertigen, die durch spanende Fertigungsverfahren nicht oder nur unter erhöhtem Aufwand umsetzbar sind. Ein möglicher Anwendungsbereich ist die Werkzeugelektrodenfertigung für das funkenerosive Senken und hierbei das Einbringen von Spülkanälen. Mögliche Vorteile einer solchen Prozesskette werden im Beitrag aufgeführt. S. 391

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-5

Schweißrauchüberwachung in der additiven Fertigung

E. Uhlmann, J. Polte, M. Bösing – Fraunhofer IPK; TU Berlin

Die Prozessüberwachung spielt in der additiven Fertigung eine wesentliche Rolle, um eine robustere Bauteilproduktion zu gewährleisten. Die Erfassung von Nebenprodukten wie Schweißrauch kann dabei Rückschlüsse auf die Prozessqualität liefern. In diesem Beitrag wird die Möglichkeit untersucht, ein in eine industrielle Fertigungsanlage integriertes Monitoringsystem, das derzeit zur Erfassung von Prozessemissionen dient, zu adaptieren. Der neue Fokus soll auf der Überwachung von Schweißrauch liegen. S. 395

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-15

Multimaterialstrukturen für die Medizintechnik

M. Echsel, T. Sonnentag, P. Springer – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart

Stereotaxierahmen sind Instrumente für neurochirurgische Eingriffe und sollen zukünftig aus Kunststoffen aufgebaut werden. Um derartige Systeme, die jährlich in kleinen Stückzahlen benötigt werden, wirtschaftlich herstellen zu können, wurde untersucht, wie Bauteile mittels Multimaterial-Hochleistungsthermoplasten aus gefüllten und ungefüllten Polyetherimiden additiv gefertigt werden können. Der Fokus der Untersuchung lag auf der Analyse und Optimierung der Verbundfestigkeit gedruckter Multimaterialstrukturen. S. 401

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-21

Abrichten beim Doppelseitenplanschleifen

E. Uhlmann, A. Muthulingam – Fraunhofer IPK, Berlin

Der Abrichtprozess ist beim Schleifen ein entscheidender Faktor für das Prozessverhalten und die erzielbare Oberflächenqualität der Werkstücke. Aufgrund unzureichender Kenntnisse über die wirkenden Zusammenhänge zwischen den Abrichtprozessstellgrößen und dem nachfolgenden Schleifprozess erfolgt dieser Prozessschritt beim Doppelseitenplanschleifen erfahrungsbasiert. Umfangreiche Abrichtuntersuchungen sollen hierbei Aufschluss über die Wirkzusammenhänge geben. S. 408

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-28

Flexible, leitfähige Strukturen mit Laserschweißen

R. T. Boich, N. Hannes; F. Brackman – ITA – Institute for Textile Technology of RWTH Aachen University; Fraunhofer-Institut für Lasertechnik IILT, Aachen

Die Textilindustrie steht im Bereich „Wearable Technologies“ vor Herausforderungen. Bestehende Verfahren zur Herstellung leitfähiger Verbindungen auf Textilien zeigen Schwächen. Eine vielversprechende Lösung ist das Lasertransmissionsschweißen. Um dieses Verfahren auf einen kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess zu übertragen, wird ein Maschinenkonzept entwickelt. Dieses wird in einer Testreihe mit dem Ziel, das Verfahren in eine bestehende Rolle-zu-Rolle-Anlage zu integrieren, validiert. S. 417

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-37

Die Treiber der Fahrzeug- und Zulieferindustrie

E. Uhlmann, M. Polte; J. Marquardt, M.-N. Fielers, O. Senyüz – Fraunhofer IPK, Berlin; TU Berlin

Die Fahrzeug- und Zulieferindustrie steht durch technologische, verbraucherspezifische und regulatorische Anforderungen vor einem tiefgreifenden Wandel. Um ihre Wettbewerbsfähigkeit in diesem dynamischen Umfeld zu erhalten, müssen Unternehmen sich kontinuierlich anpassen. In diesem Beitrag werden daher die Trends und Treiber dieser Transformation identifiziert. Zudem werden Schlüsselfaktoren vorgestellt, die für eine transformationsbeständige und wandlungs­resistente Produktion entscheidend sind. S. 421

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-41

Laserkontaktieren von Vierfachkupferflachdrähten

D. Merz, S. Schabel, L. Schmid, J. Fleischer – wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruher Institut für Technologie KIT; Gehring Technologies GmbH + Co. KG, Ostfildern

Die Hairpin-Technologie, häufig verwendet in der Produktion elektrischer Traktionsmotoren, zeigt bei hohen Drehzahlen deutliche Effizienznachteile aufgrund von Skin- und Proximityeffekten. Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts KontaktE wird der Laserkontaktierprozess innovativer Wicklungstopologien und Leitertechnologien untersucht und optimiert. Diese Studie präsentiert die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Identifikation idealer Parameterfenster für das Laserkontaktieren von Vierfachschweißungen. S. 428

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-48

Modulare bauraumoptimierte Materialflusssysteme

J. Scholz, F. Kößler, J. Fleischer – wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruhe

Aufgrund von feuchteempfindlichen Materialien in den Batteriezellen sind bei der Produktion Trockenräume erforderlich. Die Entfeuchtung der großen Luftvolumina ist sehr energieintensiv. Modulare Produktionskonzepte mit als Microenvironment gekapselten Roboterzellen reduzieren die Luftvolumina und ermöglichen eine prozessspezifische Anpassung der Taupunkte. Durch Modularisierung der Microenvironments, der Schleusen und der Handhabungstechnik kann die Klimaumhausung näher an die Prozessmaschine gebracht werden. S. 434

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-54

Dashboards in der Batteriezellfertigung

S. Anderlik, F. Kößler, J. Sawodny, J. Fleischer – wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruhe

Die Produktivität und die Produktionsqualität in der Batteriezellfertigung hängen derzeit noch stark von der Erfahrung und den Fähigkeiten der Anlagenbediener ab. Dashboards, auf denen prozessrelevante Anlagen- und Qualitätsparameter auf einem Blick angezeigt werden, können hier Abhilfe leisten und das Bedienpersonal unter­stützen. Exemplarisch für den Prozessschritt des Kalandrierens wird der Ansatz zum Aufbau eines solchen Dashboards vor­gestellt. S. 439

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-59

KI-Geschäftsmodelle in der Produktion

I. Heider, M. Frisch, J. Sawodny, A. Puchta, J. Fleischer wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruhe

Das technische Know-How zur Entwicklung und Implementierung eigener KI-Lösungen hat Einzug in Unternehmen der Produktionstechnik gefunden. Eine Herausforderung besteht jedoch fort: Es mangelt an erprobten Geschäftsmodellen, die jenen durch die KI-Applikation generierten Mehrwert an ihre Anbieter weitergeben. In diesem Zusammenhang ist es entscheidend Strategien zu entwickeln, die den KI-Einsatz nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich und organisatorisch optimieren. S. 445

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-65

Einführung von Smart Services in der Produktion

M. Schneider, E. Gross, T. Bauernhansl – Fraunhofer IPA, Stuttgart

Der unklare Mehrwert von Smart Services in der Produktion ist ein zentrales Hemmnis für deren Einsatz in produzierenden Unternehmen. Vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMU) benötigen aufgrund begrenzter Ressourcen eine zuverlässige Bewertung, um Investitionsentscheidungen abzusichern. In diesem Beitrag werden Anforderungen an eine Methodik zur Bewertung von Smart Services identifiziert, bestehende Ansätze bewertet und relevante Bausteine einer Methodik diskutiert. S. 452

doi.org/10.37544/1436-4980-2024-07-08-72