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Prozesskette zur flexiblen Herstellung leichter Tragwerkstrukturen

Steigerung der Qualität und Zuverlässigkeit
  • Jörg Elser , Daniel Ruch , Markus Schneider , Gregor Köhler , Tobias Gerbracht , Alexander Ochs , Michael Marré , Dirk Becker , Alessandro Selvaggio , Sonja Huber and Markus Ruhstorfer
Published/Copyright: March 24, 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 104 Issue 6

Kurzfassung

Im Rahmen des Sonderforschungsbereich Transregio 10 (SFB/TR 10) „Integration von Umformen, Trennen und Fügen für die flexible Fertigung von leichten Tragwerkstrukturen“ wird eine Prozesskette zur produktflexiblen Kleinserienfertigung von Space-Frame-Rahmenstrukturen aufgebaut. An diesem Forschungsprojekt sind Institute der Technischen Universität Dortmund, der Technischen Universität München und der Universität Karlsruhe (TH) beteiligt. Um bereits frühzeitig die Qualität und die Zuverlässigkeit der Prozesskette zu verbessern, wurde in einem standortübergreifenden Qualitätsarbeitskreis eine System-FMEA Prozess für die einzelnen Teilprozesse durchgeführt. Mit dieser konnten projektbegleitend potenzielle Fehlerschwerpunkte ermittelt und gezielt Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Im folgenden Artikel werden die eingeleiteten Fehlervermeidungsmaßnahmen für die am SFB/TR 10 beteiligten Prozesse und Verfahren beschrieben. Die Prozesse sind im Einzelnen: Das mehrachsige Runden beim Strangpressen sowie das darauf folgende fliegende Abtrennen zur Herstellung der Rahmenelemente, eine flexible und intelligente Greiftechnik in Kombination mit einer Handhabungs- und Bearbeitungskinematik zur spanenden Bearbeitung sowie als letzte Schritte die Verfahren Innenhochdruckfügen, Rührreibschweißen und Laserstrahlschweißen zum Fügen der Einzelteile zu einer Rahmenstruktur.

Abstract

Increasing quality and reliability of a process chain for the flexible production of light-weight space frame structures. A process chain for the product-flexible small-batch production of space-frame structures is built up in the collaborative research center Transregio 10 (SFB/TR 10) titled “Integration of forming, cutting and joining processes for the flexible production of light-weight space-frame structures”. This research project includes institutes of the Universities of Dortmund (TU), Munich (TU) and Karlsruhe (TH). To improve quality and reliability of the process chain at an early stage in the process, a Process FMEA was carried out for the individual subprocesses by a cross-university quality research group. It served to define potential main errors during the course of the project and to initiate adequate countermeasures based on the results. This article describes the error avoidance countermeasures for all processes and procedures incorporated in the SFB/TR 10 project. These processes include multi-axis circular form bending during extrusion and the subsequent flying cutting process for the production of frame elements, a flexible and intelligent clamping system in combination with a handling and machining kinematic mechanism for machining and, lastly, the processes joining by hydroforming, friction stir welding and bifocal hybrid laser welding to join the individual components into a frame structure.

*)

Weitere Autoren dieses Beitrags

Christian Munzinger, Gisela Lanza, Karlsruhe, A. Erman Tekkaya, Alexander Brosius, Dortmund, sowie Michael F. Zäh, München.

Dipl.-Ing. Jörg Elser, geb. 1982, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2008 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Ing. Daniel Ruch, geb. 1978, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2004 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter und seit 2008 Oberingenieur für den Bereich Leichtbaufertigung am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Ing. Markus Schneider, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2006 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Ing. Gregor Köhler, geb. 1979, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2006 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Ing. Tobias Gerbracht, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2007 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Ing. Alexander Ochs, geb. 1980, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Seit 2007 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH).

Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Marré, geb. 1975, studierte Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau an der Universität Paderborn. Seit 2003 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund und seit 2008 Geschäftsführer des SFB/Transregio 10.

Dipl.-Wirt.-Ing. Dirk Becker, geb. 1972, studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit der Fachrichtung Maschinenbau an der Universität Paderborn. Seit 2003 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund.

Dipl.-Inform. Alessandro Selvaggio, geb. 1981, studierte Angewandte Informatik mit dem Vertiefungsfach Maschinenbau an der Technischen Universität Dortmund. Seit 2007 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund.

Dipl.-Ing. (FH) Sonja Huber, geb. 1978, studierte Technische Physik an der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven in Emden. Seit 2006 ist sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München.

Dipl.-Ing. Markus Ruhstorfer, geb. 1982, studierte Maschinenwesen an der TU München. Seit 2007 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München.

Dr.-Ing. Christian Munzinger, Mitglied der kollegialen Institutsleitung am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH) und Bereichsleiter der Gruppe Werkzeugmaschinen und Handhabungstechnologie.

Prof. Dr.-Ing. Gisela Lanza, Mitglied der kollegialen Institutsleitung am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe (TH) und Bereichsleiterin der Gruppe Produktionssysteme.

Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya, Leiter des Instituts für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund.

Dr.-Ing. Alexander Brosius, Oberingenieur des Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund.

Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh, Institutsleiter des Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München.

References

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Online erschienen: 2017-03-24
Erschienen im Druck: 2009-06-28

© 2009, Carl Hanser Verlag, München

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  39. Kostenreduzierung durch Global Sourcing
  40. Vorschau/Preview
  41. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.110095

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