Volume 111, Issue 9

Kurzfassung Bei spanenden Fertigungsprozessen können durch den Einsatz optimierter individueller Stufenwerkzeuge mehrere Bearbeitungsoperationen mit nur einem Werkzeug durchgeführt und so Prozessnebenzeiten und Beschaffungskosten eingespart werden. Die in diesem Beitrag vorgestellte Prozesskette fokussiert die rechnergestützte standardisierte Entwicklung solcher Stufenwerkzeuge. Dies führt zu einer Kosten- und Zeitreduktion bei der individuellen Auslegung und macht Stufenwerkzeuge somit zu einer attraktiven Alternative auch für die Herstellung von Bauteilen in Kleinserien.

Kurzfassung Die steigenden Anforderungen aus dem Umwelt- und Klimaschutz an die Automobilbranche verlangen zunehmend eine wirtschaftliche Umsetzung des Leichtbaus bei der Fertigung neuer Fahrzeuge. Die hierbei verwendeten Leichtbaumaterialien entsprechen jedoch meist nicht den Ansprüchen an das akustische Verhalten und den damit einhergehenden Komfort. Eine Möglichkeit zur Verringerung der Fahrzeugmasse bei gleichzeitig hohen Dämpfungseigenschaften besteht in der Verwendung von Faser-Metall-Gummi-Hybridlaminaten. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz vor, welcher eine ökonomische Herstellung der neuartigen Hybridlaminate ermöglicht. Der Herstellungsprozess wurde an unterschiedlichen Bauteilgeometrien erprobt und zudem der Einfluss des eingebrachten Elastomers auf das Umformverhalten des Werkstoffkonzepts untersucht.

Kurzfassung Die konventionelle Überflutungskühlung ist in vielen Bereichen der Zerspanung nach wie vor Stand der Technik. Die Trockenbearbeitung bringt jedoch einige Vorteile mit sich, wie die ausbleibende Verunreinigung des Bauteils oder eine minimierte Thermoschockbelastung des Werkzeugs. Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin wurde daher im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit den Partnern Franke Werkzeug + Schleiferei und Situs Technicals GmbH ein Fräswerkzeug entwickelt, das über eine geschlossene Innenkühlung, unter Einsatz von Heatpipes, die Wärme aus der Wirkzone abtransportiert. Anhand von simulativen Analysen und experimentellen Untersuchungen konnte die Leistungsfähigkeit des Werkzeugs nachgewiesen werden.

Kurzfassung Unpräparierte Schneiden führen aufgrund mangelnder Stabilität und unregelmäßigen Verschleißes zu instabilen Prozessen und geringen Werkzeugstandzeiten. Eine Stabilisierung der Schneide infolge der Schneidkantenpräparation wirkt dem entgegen. Das Präparationsverfahren mit elastisch gebundenen Schleifscheiben nutzt die weggesteuerte Verfahrbewegung der Werkzeugschleifmaschine, um die Schneidkante zu verrunden. Größe und Form der Verrundung können dabei gezielt gesteuert werden.

Kurzfassung Um die Energieeffizienz von Maschinen zu steigern, ist eine Kenntnis des elektrischen Energieverbrauchs auf Komponentenebene notwendig. Dazu wird normalerweise an jeder Komponente ein Messsensor installiert, was jedoch hohe Hardware- und Installationskosten verursacht. Eine alternative Messmethode ist das sogenannte Non-intrusive Load Monitoring, welches in Privathaushalten bereits erfolgreich eingesetzt wird. In diesem Beitrag wird untersucht, wie geeignet die Methode für in der Fertigungsindustrie eingesetzte Maschinen ist.

Kurzfassung Neben den Investitionskosten und der Leistungsfähigkeit sind die Nutzungskosten und somit auch die Energieeffizienz relevante Faktoren für die Implementierung innovativer und nachhaltiger Technologien. Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) Berlin hat eine Energiebilanz für ein Fräsroboter-system erstellt. Darüber hinaus wurden der Einfluss von anwendungsspezifischen Schnittparametern sowie Pfadstrategien auf die energieoptimierte Nutzung des Systems untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung ermöglichen eine energieoptimierte Bahnplanung bereits in CAM-Systemen und können in Energiemanagement-systeme integriert werden. Insgesamt können die Ergebnisse helfen, die robotergeführte Bearbeitung für neue Industriebereiche zu qualiizieren.

Kurzfassung Der Aufbau von Produktionskapazitäten mit additiven Fertigungsverfahren wird durch neue Anwendungen in verschiedenen Branchen mit hohem Wachstumspotenzial getrieben, deren individuelle Anforderungen sich im geplanten Produktionsprogramm widerspiegeln. Die dargestellte Methode ermöglicht die Gestaltung von anforderungsgerechten Fabrikstrukturen für die additive Fertigung. Anhand idealisierter Anforderungstypen wird die Funktionsweise der Methode dargestellt und verdeutlicht, wie sich verschiedene Produktionsprogramme auf die Fabrikstruktur auswirken.

Kurzfassung Maßnahmen zur Anpassung bestehender Automobilwerke gewinnen infolge eines wachsenden Produktportfolios zunehmend an Bedeutung. Dabei stehen häufig Veränderungen an der Prozesskette, die durch Produktveränderungen induziert sind, im Vordergrund. Die Integration neuer Werkstoffe und Bauweisen in konventionelle Fertigungsstrukturen stellt hierfür jedoch eine zentrale Herausforderung dar. Der Beitrag befasst sich daher mit einer Methode zur Integration materialflexibler Bauweisen in Brownfields.

Kurzfassung Die erzielbaren Bearbeitungsergebnisse unter Nutzung serieller Fräskinematiken sind beschränkt. Daher haben die Fraunhofer-Institute IPK, IFAM und LBF begonnen, einen neuen Knickarmroboter, die Flexmatik 4.1, von Grund auf neu zu entwickeln. Durch innovative Antriebskonzepte, wie z. B. durch Direktantriebe, topologieoptimierte Geometrien, Kompensation thermischer Dehnungen, eine adaptive Schwingungsregelung, innovative Sensorintegrationen und eine G-Code-basierte Steuerung, soll eine Bahngenauigkeit von ±0,1 mm ab dem ersten Bauteil erreicht werden. Durch die Entwicklung dieser neuen bearbeitungsgerechten Fräskinematik soll die Lücke zwischen Werkzeugmaschine und fräsendem Handhabungsroboter geschlossen werden.

Kurzfassung Der Beitrag beschreibt das aktuelle Forschungsprojekt HORuS, welches am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und durch die Forschungsvereinigung für Programmiersprachen (FVP) bearbeitet wird. Ziel des Projektansatzes ist die Entwicklung einer durchgängigen CAD/CAM-Planungskette für die Programmierung eines Industrieroboters zur spanenden Bearbeitung von Großbauteilen. Durch Integration vorab identifizierter Prozessfähigkeitsbereiche wird eine Steigerung der Leistungsfähigkeit von CAM-Systemen und dem Produktionsprozess erzielt.

Kurzfassung Wichtige Wachstumsmärkte werden zunehmend durch Handelshemmnisse abgeschottet. Während die Automobilindustrie bereits mit dem Completely Knocked Down (CKD)-Konzept reagiert, indem Erzeugnisse teilzerlegt exportiert und lokal endmontiert werden, fehlen für den Maschinen- und Anlagenbau geeignete Ansätze für die Übertragung. Der vorliegende Artikel leistet dazu einen Beitrag, in dem die relevanten Merkmale einer CKD-Baugruppe definiert und vor dem Hintergrund relevanter Wirkungszusammenhänge ein Vorgehen für die Ableitung idealer Baugruppentypen skizziert wird.

Kurzfassung Das von der Fraunhofer Gesellschaft geförderte multidisziplinäre Leitprojekt „E 3 -Produktion“ beinhaltet drei Schwerpunkte – Effiziente Produktionstechnik, Effiziente Produktionsstätten und Effiziente Arbeitswelten –, die wiederum aus drei Modulen bestehen: Entwicklung eines innovativen und übertragbaren Auswertungstools für eine gesamte Prozesskette, mehreren innovativen Prozessentwicklungen für die Anwendung des Werkzeugs und nicht zuletzt aus einer Datenbank, um Prozesskette-Alternativen auf Basis von individuellen Zielen zu bewerten und zuvergleichen.

Kurzfassung Produzierende Unternehmen müssen bestehende Fabriken aufgrund sich ändernder Kundenanforderungen und neuer Technologien anpassen. Ein Konzept für die Umsetzung von technischen Änderungen in der Produktion wurde entwickelt, um parallele Änderungen zu koordinieren und eine effiziente Umsetzung zu gewährleisten. Dieses Konzept beinhaltet die Vorauswahl, Planung sowie Ausführung der Änderungen und wurde in einem Software-Demonstrator zur Validierung implementiert. In diesem Beitrag wird die Validierung vorgestellt.

Kurzfassung Um bei steigenden Qualitätsanforderungen und einem erhöhten Preisdruck im Wettbewerb zu bestehen, sind Produktionstechnologien einer kontinuierlichen Prüfung bezüglich der bestmöglichen Erfüllung der Produktionsaufgabe zu unterziehen. Methoden zur systematischen Identifikation technologischen Handlungsbedarfs im Rahmen einer kontinuierlichen Modernisierung der Produktion, insbesondere vor dem Hintergrund langzyklischer Produkte, sind jedoch kaum verfügbar. Dieser Beitrag präsentiert hierzu einen praxisorientierten Ansatz, bestehend aus der Systematisierung und anschließenden Bewertung im Unternehmen vorhandener Technologien und Betriebsmitteln.

Kurzfassung Momentan gibt es verschiedene Forschungsvorhaben zur Weiterentwicklung von Sheet Moulding Compounds (SMC) und hybriden Varianten für die zivile Luftfahrt. Dabei geht es hauptsächlich um die Nutzung dieser duromeren Composite-Materialien für die kosteneffiziente, ressourcenschonende und schnelle Produktion von geometrisch komplexen, hoch funktionalen Leichtbaukomponenten für Kabinen-, Cargosowie Sekundärstrukturanwendungen. Dennoch können auch weitere Anforderungskriterien, wie z. B. Akustik, Schlagzähigkeit und Brandschutz, eine große Rolle bei der Realisierung von zukünftigen Luftfahrtkomponenten spielen. Eine Verbesserung des Schlagverhaltens und der akustischen Eigenschaften kann häufig durch die Implementierung von Elastomer-Schichten in den Faserverbundwerkstoff erzielt werden. Aus diesem Grund befasst sich dieser Beitrag mit der direkten Einbringung von speziellen Elastomer-Schichten in verschiedene SMC-Materialien durch die kombinierte Verarbeitung in einem Fließpressprozess und der sich daraus ergebenden Eigenschaften für den Multimaterialmix.

Kurzfassung Mit der Wandlung von Primärproduktherstellern zu Komplettserviceanbietern wächst die Bedeutung des After Sales Service weiter stark an. Differenzierungsmerkmale, wie z. B. Preis und Qualität, werden durch die dienstleistungsbezogenen Merkmale Schnelligkeit, Präzision und Verfügbarkeit ergänzt und stellen Unternehmen vor neue Herausforderungen. In der Vergangenheit wurde diesbezüglich verstärkt die Schnittstelle zwischen Kunde und Unternehmen fokussiert betrachtet, um Kundenanforderungen bestmöglich aufnehmen und im Umkehrschluss erfüllen zu können. Vernachlässigt wurden dabei interne Schnittstellen, wie z. B. zwischen dem Kundendienst und dem Teiledienst. Das Ziel des Beitrags ist es, die Wechselwirkungsbeziehungen von Instandhaltungsaktivitäten, Formen von Serviceverträgen und Instandhaltungsstrategien im Kundendienst mit den Versorgungsstrategien im Teiledienst aufzuzeigen.

Kurzfassung Die Elektrifizierung, Automatisierung und Ver netzung von Fahrzeugen bietet Zulieferern vielfältige Möglichkeiten, ihr vorhandenes Produktportfolio vertikal und horizontal zu erweitern und sich auf diese Weise Marktanteile in den zukünftigen Wachstumsbereichen zu sichern. Aufgrund ih rer vergleichsweise flexiblen Strukturen eignen sich besonders KMU dafür, diese neuen Ge schäftsfelder zu erschließen. Ihre Erfolgschancen hängen jedoch weit gehend davon ab, ob sie die neuen Anforderungen frühzeitig erkennen und ihr vorhandenes Know-how zielgerichtet hierauf anwenden. Dieser Beitrag widmet sich daher der Beschreibung der Implikationen der drei Technologietrends auf das Fahrzeug und die Marktakteure sowie dem Aufzeigen von Handlungsempfehlungen für KMU zur Ausschöp fung der neuen Geschäftspotenziale.

Kurzfassung Wollen Unternehmen auch in Zukunft erfolgreich sein, müssen sie sich mit dem Thema Industrie 4.0 auseinandersetzen und eine Strategie für sich entwickeln. Die Gründe hierfür und die daraus resultierenden Potenziale wurden bereits im ersten Teil dieser Artikelreihe „Weckruf für Unternehmen“ [1], welche auf dem WGP-Standpunkt Industrie 4.0 basiert, detailliert und diskutiert. Es können vier unterschiedliche Handlungsfelder „Cyber-Physische Systeme“, „Cloud- und dienstebasierte Produktionsplattformen“, „Digitaler Schatten“ und „Analytik“ im Rahmen von Industrie 4.0 identifiziert werden. Eine erfolgreiche Strategie für die Digitalisierung der Produktion eines Unternehmens hängt entscheidend von der Beachtung und Umsetzung eben dieser Handlungsfelder ab. In diesem Beitrag wird das erste Handlungsfeld, Cyber-Physische Systeme (CPS), ausführlich analysiert. CPS sind als zentrales Element der vierten industriellen Revolution anzusehen. Sie sind gewissermaßen Befähiger für die durch Industrie 4.0 entstehenden Potenziale für Unternehmen, wie etwa Flexibilisierung der Produktion, Produktivitätssteigerung oder auch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle.

Kurzfassung Im deutschen Mittelstand ist eine gezielte Identifikation von Potenzialen hinsichtlich Industrie 4.0 langfristig notwendig, um aufgrund verkürzter Innovationszyklen und zunehmender Produktkomplexität im internationalen Wettbewerb Schritt zu halten. Das auf den Ergebnissen einer Expertenbefragung entwickelte Update-4.0-Konzept soll dazu dienen, in Bezug auf interne und externe Produktionscharakteristika eines mittelständischen Unternehmens Potenzialfelder von Industrie 4.0 zu identifizieren.

Kurzfassung Die Entwicklung von Industrie 4.0 stellt einen wichtigen Beitrag zur Neugestaltung von Produktionssystemen dar. Eine wichtige Grundlage zur Realisierung von Industrie 4.0 sind cyber-physische Systeme, die in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren und zu kooperieren. Durch die Integration cyber-physischer Systeme in Produkt-Service Systeme können innovative Kombinationen von Sach- und Serviceprodukten im Sinne cyber-physischer Produkt-Service Systeme (PSS 4.0) realisiert werden. Dadurch können Sachprodukte verbessert und Serviceprodukte zielgerichtet an den Kundenbedürfnissen ausgerichtet werden. Ziel dieses Beitrags ist es, Einflüsse cyber-physischer Systeme auf Produkt-Service Systeme und den daraus resultierenden Mehrwert aufzuzeigen. Dazu werden eine allgemeingültige Definition von PSS 4.0 generiert und Anforderungen an die Gestaltung von PSS 4.0 abgeleitet.

Kurzfassung Aktuelle gesellschaftliche und technologische Entwicklungen, denen im Rahmen des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 große Aufmerksamkeit zukommt, bewirken Veränderungen in den Anforderungen der Produktionsarbeit und den Bedürfnissen des dort tätigen Personals. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse einer Analyse der Hauptentwicklungstreiber von Industrie 4.0 in der Produktion hinsichtlich ihres Zusammenspiels vorgestellt und Thesen entwickelt, inwiefern sich die Arbeit dadurch verändern kann. Abschließend wird ein ganzheitliches Bild des Produktionsmitarbeiters der Zukunft vorgestellt.

Kurzfassung Die Ergebnisse der zweiten großen Industrie-4.0-Studie, die Ingenics gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO durchgeführt hat, liegen vor. Unter dem Titel „Industrie 4.0 – Wo steht die Revolution der Arbeitsgestaltung?“ wurden die Antworten von 844 Entscheidern in Unternehmen unterschiedlichster Größen und Branchen ausgewertet und interpretiert. Die Schlüsse, die Wissenschaftler und Berater daraus ziehen, dürften auch diesmal für die gesamte Industrie im deutschsprachigen Raum von Bedeutung sein.

Kurzfassung Mit topaktuellen Themen und hochkarätigen Experten hat sich die Ingenics AG bei der 6. Veranstaltung ihrer Reihe „Hamburg im Dialog“ einmal mehr als Partner für innovative Unternehmungen im Zusammenhang mit der digitalen Transformation von Montage, Produktion, Logistik und Services empfohlen. Die Hauptrolle spielten erstmals konkrete Beispiele aus der Praxis von Industrie-4.0-Anwendungen. Führungskräfte aus der Industrie nutzten diese Veranstaltung, um anderen Führungskräften gut funktionierende Industrie-4.0-Lösungen vorzustellen