Kategorie: Fertigung

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Fertigung.

Keramische Technologien und Werkstoffe als Schlüsselkomponenten für die Fertigung – Neues aus der Forschung

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Bild 1: Direktgeschäumte keramische Bauteile aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicherPorosität.

Bild 1: Direktgeschäumte keramische Bauteile aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Porosität.

Die Aufgabe des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS ist es, neueste Entwicklungen auf dem Gebiet keramischer Werkstoffe und Technologien in marktfähige, international führende Produkte und Prozesse umzusetzen. Die Bandbreite reicht dabei von traditionellen Keramiken für Strukturanwendungen bis hin zu komplexen Mischsystemen in der Funktionskeramik oder Energietechnik.

Bauteile aus poröser Hochleistungskeramik stellen eine besondere Werkstoffgruppe dar. Die Erzeugung der Poren ist über unterschiedlichste Verfahren mit nahezu allen Werkstoffen möglich. Für den erfolgreichen Einsatz müssen die Fertigungstechnologien für den entsprechenden Markt angepasst werden. Die speziellen Eigenschaften der Keramik werden verstärkt in der Umwelt und Verfahrenstechnik eingesetzt. Oberflächenbehandlungen und Reinigungsverfahren profitieren ebenso von Innovationen wie Meßtechnik- und Überwachungsaufgaben. Das Potential wird nur von der Kreativität der Anwender begrenzt. Weiterlesen

Dämpfungselemente aus Formgedächtnislegierungen

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Titelbild: Dämpfungselemente aus FormgedächtnislegierungenEinleitung

 

Die Isolierung von Schwingungen während der spanenden Bearbeitung ist ein wichtiger Faktor zur Ausführung eines stabilen Fertigungsprozesses und wirkt sich somit direkt auf das zu erzielende Ergebnis und die Lebensdauer von Werkzeugen aus. Dabei gilt besonders die Dämpfung von schneidnahen Schwingungen als hocheffektiv.

Schwingungskritische Bearbeitungssituationen können durch die strukturdynamischen Eigenschaften der Maschine bei fast allen Bearbeitungsprozessen entstehen, so dass Technologieparameter, die für eine wirtschaftliche Bearbeitung signifikant sind, nicht voll ausgenutzt werden können [1]. Gängige Lösungsansätze zur Minimierung dieser Probleme sind passive Zusatzsysteme wie Hilfsmassendämpfer oder Schwingungstilger oder aktive Zusatzsysteme bei denen Energie von außen zugeführt werden muss. Hierbei handelt es sich jedoch um kundenspezifische und damit aufwändige und kostenintensive Lösungen [2]. Weiterlesen

Mit KI schneller zum fertigen Produkt

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Forschende der Universität Augsburg erleichtern mit Hilfe eines KI-gestützten Assistenzystems langwieriges Konstruieren in CAD

Im Rahmen des KI-Produktionsnetzwerks an der Universität Augsburg arbeiten Forschende daran, wie künstliche Intelligenz (KI) das Konstruieren in CAD erleichtern kann. Sie blicken auf einen erfolgreichen Projektabschluss zurück.

Am Anfang ist die CAD-Zeichnung: Handys, Backöfen, industrielle Produktionsanlagen – viele Produkte erblicken am virtuellen Reißbrett das Licht der Welt. „Computer-Aided Design“ (CAD), also rechnerunterstütztes Konstruieren, erleichtert Ingenieurinnen und Ingenieuren die Gestaltung neuer Produkte. Einem Baukastensystem gleich stehen in einer Vielzahl riesiger Datenbanken Bauteile zur Verfügung, aus denen sie wählen können. Diese „Kataloge“ sind oft ebenso umfachgreich wie unübersichtlich, sodass die Suche nach der richtigen Komponente viel Zeit in Anspruch nimmt. Forschende des KI-Produktionsnetzwerks am Institut für Software & Systems Engineering (ISSE) der Universität Augsburg entwickelten zusammen mit dem Augburger Softwareentwickler CADENAS ein KI-gestütztes und somit deutlich schnelleres CAD-Assistenzsystem und blicken positiv auf den Projektabschluss zurück. Weiterlesen

Die Zukunft der Robotik ist soft und taktil

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Die Zukunft der Robotik ist soft und taktil

© PowerON

TUD-Startup bringt Robotern das Fühlen bei

Die Robotik hat sich in den letzten Jahrzehnten in beispiellosem Tempo weiterentwickelt. Doch noch immer sind Roboter häufig unflexibel, schwerfällig und zu laut. Eine Ausgründung der TU Dresden, das Startup PowerON, will das ändern und hat sich zum Ziel gesetzt, die Barriere zwischen Mensch und Roboter aufzulösen. Fühlende Häute, künstliche Muskeln und künstliche Neuronen, auf flexible Werkstoffe gedruckt, sollen die nächste Generation der Robotik ermöglichen und neue Anwendungsfelder erschließen. „Wir sehen einen starken Trend hin zur Automatisierung in allen Industriebereichen und werden diesen auch sehr bald in unserem Alltag erleben“, sagt Dr. Markus Henke, Nachwuchsforschungsgruppenleiter am Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik der TU Dresden und CEO des Startups. Weiterlesen

Aluminium: idealer Leichtbau-Werkstoff für die Konstruktion

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Aluminium: idealer Leichtbau-Werkstoff für die Konstruktion

Bildquelle: alimex GmbH

alimex realisiert Bauteile aus Aluminium in allen Geometrien und in höchsten Qualitätsstandards. Das Leichtmetall Aluminium gehört zu den gefragtesten Werkstoffen in der Konstruktion und der Verarbeitung. In immer mehr Anwendungsfeldern werden Aluminium-Bauteile eingesetzt: In Verpackungsmaschinen und Automatisierungsanlagen, Elektrotechnik, im Fahrzeug- und Flugzeugbau oder im Bereich der Hochvakuum-Anwendungen in der Solar- und Halbleiterindustrie. Die Gründe liegen auf der Hand: Aluminium hat ein geringes Gewicht bei hoher Stabilität, eine sehr gute Wärme- und elektrische Leitfähigkeit sowie beste Recyclingeigenschaften. Hinzu kommen insbesondere im Gussplattenverfahren optimale Oberflächeneigenschaften, Dehngrenzen und Zerspanbarkeit. Die erweiterten Einsatzgebiete und immer spezifischere Konstruktionen erfordern zugleich höchste Präzision. Weiterlesen

Maximale Produktivität ist abhängig von der Lagerauswahl und der Lagerinstallation – Teil 2

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Bild: The Timken Company

Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sehen sich unterschiedlichsten Anforderungen ausgesetzt. Durch die Auswahl eines Lagers, das zur Erfüllung dieser Anforderungen konfiguriert ist, sowie durch seine ordnungsgemäße Installation lassen sich sowohl die Produktivität als auch die Leistung verbessern.

Produktivität ist ein Maß dafür, wie effizient wir Inputs in nützliche Outputs umsetzen können. Übertragen auf die Welt der maschinellen Bearbeitung lässt sich die Produktivität eines Prozesses zum Metallabtrag am besten steigern, indem die Zykluszeit reduziert und ungeplante Ausfallzeiten sowie Ausschuss eliminiert werden. Oder anders ausgedrückt: Wenn Sie mehr Produkte zu niedrigeren Stückkosten ausliefern, erhöhen Sie Ihren Gewinn. Weiterlesen

Optimale Leistung eines Bearbeitungszentrums ist abhängig vom Wälzlager – Teil 1

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Das richtige Wälzlager optimiert Produktivität und Leistung (Bild: The Timken Company)

Das richtige Wälzlager optimiert Produktivität und Leistung (Bild: The Timken Company)

Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sehen sich unterschiedlichsten Anforderungen ausgesetzt. Durch die Auswahl eines Lagers, das zur Erfüllung dieser Anforderungen konfiguriert ist, lassen sich sowohl die Produktivität als auch die Leistung verbessern.

Es ist noch gar nicht so lange her, dass ein typisches Werk für Automobilmotoren oder -getriebe zahlreiche Maschinen betrieb, von denen jede einem spezifischen und eng definierten Zweck diente. Diese Ansammlung von Einzweckmaschinen wurde in eine Transferstraße integriert, auf der ein unbearbeitetes Werkstück transportiert wurde, wobei jede Maschine einen eng definierten Satz von Fräs-, Bohr- oder Gewindebohrarbeiten ausführte – auch als Arbeitszyklen bezeichnet – die den Rohling in ein Fertigteil verwandelten. Die Spindellager in diesen Maschinen wurden für den jeweiligen spezifischen Arbeitszyklus optimiert. Weiterlesen

Fertigung von Hybridbauteilen aus Holzfurnieren und Kunststoffen mittels Spritzgießen

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Foto (IWF): Bewegliche Werkzeughälfte des Spritzgießwerkzeuges

Foto (IWF): Bewegliche Werkzeughälfte des Spritzgießwerkzeuges

Die Kombination von Kunststoffen mit artfremden Materialien erfolgt im Wesentlichen über das An-, Hinter- und Umspritzen von metallischen Komponenten, die meist als Einleger für Arretierungspunkte in eine übergeordnete Struktur dienen.

Erste Ansätze für die gemeinsame Verarbeitung von Metallen und Kunststoffen als lasttragende Strukturbauteile zielen auf die vorteilhafte Kombination beider Materialien unter Ausnutzung der spezifischen Eigenschaften ab. Die metallische Komponente im hybriden Verbund sorgt für eine ausreichende Festigkeit und die geometrisch flexibel realisierbare Kunststoffapplikation bringt z.B. in Form von Rippen die nötige Steifigkeit auf.

Flächige Hybridbauteile benötigen aber häufig eine Faserverstärkung in der Kunststoffkomponente, um die Verbundsteifigkeit zu erhöhen. Meist kommen dazu in Abhängigkeit der Bauteilanforderungen flächige, vorimprägnierte, textile Halbzeuge wie Organobleche und Tapegelege oder kurzfaserverstärkte Kunststoffgranulate zum Einsatz. Aufgrund der im Vergleich zu Metallen hohen gerichteten mechanischen Eigenschaften können diese bei geeigneter Auslegung eine Wandstärkenreduzierung der Metallkomponente herbeiführen, wodurch das Bauteilgewicht reduziert und der Integrationsgrad der abzubildenden Bauteilfunktionen erhöht werden kann. Weiterlesen

Zusammenspiel von Künstlicher Intelligenz (KI) und menschlichem Erfahrungswissen in der Fertigung

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Neues Assistenzsystem unterstützt mittelständische Unternehmen ohne KI-Fachexpertise
Additives Lichtbogenauftragschweißen

Additives Lichtbogenauftragschweißen

Eine „Hybride Intelligenz“, die das Wissen von erfahrenen Werker*innen und die Vorteile von Künstlicher Intelligenz miteinander verknüpft, haben Forschende des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin entwickelt. Das System verbindet damit das Beste aus beiden Welten: Menschen verstehen die Zusammenhänge zwischen Qualitätsmerkmalen des Produkts und verschiedenen Parametern im Fertigungsprozess (wie elektrische Leistung, Temperatur, Druck etc.) oft intuitiv aus ihrer Arbeitserfahrung heraus. KI dagegen ist in der Lage, eine Vielzahl an Sensordaten zusammenzuführen und sie in Echtzeit zu analysieren. Dadurch kann die Hybride Intelligenz nicht nur Einblicke in bestimmte Stadien des Fertigungsprozesses geben, die sonst nicht möglich wären. Das vom IWF entwickelte „KI-kognitionsunterstützende Assistenzsystem zur Inprozesskontrolle“ (KIKA-IPK) lernt auch stetig dazu: Sowohl aus den großen Datenmengen wie auch aus dem direkten Feedback der Werker*innen. Gerade kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die keine In-house-Expertise in KI haben, können davon profitieren. Weiterlesen

Nachhaltige Verpackungslösungen verändern die Arbeitsabläufe in der Kunststoffindustrie

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In der Stadt Espoo nahe Helsinki, Finnland, hat ein Team von Wissenschaftlern hart daran gearbeitet, nachhaltige und recyclebare Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen zu entwickeln. Eine dieser Wissenschaftlerinnen ist Dr. Ulla Forsström, leitende Wissenschaftlerin am VTT-Forschungszentrum und Koordinatorin des europäischen Forschungprojekts INN-PRESSME. Im Rahmen dieses Projekts werden innovative Kunststoffverpackungen entwickelt, die im Einklang mit der Kreislaufwirtschaft stehen. Weiterlesen