Technische Universität München iwb Jahresbericht …...im Rahmen von Forschungsprojekten...

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) Fakultät für Maschinenwesen Technische Universität München

iwb Jahresbericht 1 / 2017

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb)

Mai 2017 | Jahrgang 24 | Nr. 1 ISSN 1434-324X (Druck-Ausgabe) | ISSN 1614-3442 (Online-Ausgabe)

„Photons in Production“, s.S. 46

iwb newsletter 1 / 2017 | 3

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

die Präsenz auf Fachmessen gehört zur lau-fenden Arbeit eines Forschungsinstituts. Auch dieses Jahr ist das iwb deswegen wieder auf einigen Messen und Kongressen vertreten. Was letztes Jahr beispielsweise die Automatica war, ist im Jahr 2017 die LASER World of PHOTO-NICS in München. Damit geht die erfolgreiche Partnerschaft zwischen dem iwb und dem Bay-erischen Laserzentrum in die nächste Runde. Auf der mehr als 300 m² großen Sonderschau werden wir aktuellste Forschungsergebnisse aus der Lasertechnik präsentieren.

Während 1960 zur Erfindung des Lasers noch nach einem Problem gesucht wurde, das der Laser zu lösen vermag, hatte sich 30 Jahre später der „Laser als Schneidwerkzeug“ etab-liert. Heute ist der Laser schon so wichtig, dass es eine alle zwei Jahre stattfindende Weltleit-messe der Photonikbranche gibt, welche mit mehr als 30.000 Fachbesuchern aus 72 Län-dern eine wichtige Plattform für uns ist.

Als Teil des zeitgleich stattfindenden World of Photonics Congress ist die begleitende Fach-konferenz LiM – Lasers in Manufacturing 2017, das Flaggschiff der WLT (Wissenschaftlichen Gesellschaft für Lasertechnik e.V.), auch dieses Jahr wieder ein bedeutendes Ereignis. Stets parallel zur Fachmesse und wechselnd von Kollegen der WLT organisiert, ist die LiM ein Aushängeschild für die Anwendung innovativer

Lasertechnologien. Das iwb wird dieses Mal wieder die Abendveranstaltung im Augusti-nerkeller ausrichten, welche beim letzten Mal großen Anklang gefunden hat.

Aber der Wissenstransfer findet nicht nur auf Messen statt, sondern auch im Rahmen unserer Vorlesung „Lasertechnik“ an der Technischen Universität München. Sie erfreut sich bei unseren Studierenden immer größerer Beliebtheit und vermittelt Kenntnisse, welche von den Grundlagen über die Anwendung bis hin zur Sicherheitstechnik und der Auswahl von Strahlquellen reichen.

Auch auf der EMO 2017 in Hannover wird das iwb erstmalig vertreten sein. Mit dem erfolg-reich abgeschlossenen Forschungsprojekt BaZMod beteiligen wir uns dieses Jahr nicht nur an der internationalen Werkzeugmaschi-nenmesse im Rahmen der Sonderschau Area Industrie 4.0, sondern auch an den begleiten-den Fachforen.

Um diese Messen und Auftritte noch zu über-treffen, sind wir auch dieses Jahr wieder beim Kongress des Zukunftsrates der bayerischen Wirtschaft dabei, der 2015 zum ersten Mal mit hochrangigen Ratsmitgliedern besetzt wurde. Sie sehen, dass der Wissenstransfer unserer im Rahmen von Forschungsprojekten gewon-nenen Erkenntnisse auch in 2017 eine wichtige Aufgabe für uns ist.

Wir würden uns sehr freuen, Sie auf einer dieser Fachmessen persönlich anzutreffen und wünschen Ihnen nun viel Spaß beim Lesen unseres Jahresberichts – einer Kombination aus Rückblick und Neuigkeiten!

Herzlichst

Ihr Michael F. Zäh und Ihr Gunther Reinhart


iwb-Organisation 2016Als Teil der Technischen Universität München (TUM) ist das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) an insgesamt zwei Standorten vertreten – mit dem Hauptsitz in der Fakultät für Maschinenwesen in Garching bei München und mit dem produktionstechni-schen Anwenderzentrum in Augsburg.

Die Forschungsaktivitäten des iwb werden in Themengruppen und Forschungsfelder eingeteilt, welche die am iwb vorhandene

Fachkompetenz und die langfristige Ausrichtung des Instituts widerspiegeln. Die Forschungsfelder stellen die fachliche Vertiefung der Themengruppen auf spezielle innovative Inhalte dar und können dynamisch auf aktuelle Bedürfnisse und Markt-bedingungen abgestimmt werden.

Weitere Informationen:www.iwb.mw.tum.de

iwb-Personalstruktur und Finanzen 2016

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Servicecenter

Studentische Hilfskräfte

Promotionen

Studienarbeiten

66

19

105

20

52

Haushaltsmittel Technische Universität

Industriell geförderte Projekte

langfristig (> 12 Monate)

kurzfristig (≤ 12 Monate

Öffentlich geförderte Projekte

Grundlagenforschung

Anwendungsforschung

19%

5%

18%23%

30%

Stand: 01/2017)


IGCV-Organisation 2016Das zum 1. Juli 2016 neu gegründete Fraun-hofer IGCV betreibt produktionstechnische Forschung und Entwicklung mit direktem An-wendungsbezug und bündelt Know-how in den Bereichen Leichtbau-Gusstechnologien, Faser-verbundwerkstoffe und automatisierte Fertigung.

Die über 80 Wissenschaftlerinnen und Wissen-schaftler der Einrichtung mit Sitz in Augsburg

und Garching generieren Innovationen für die deutsche Industrie. Ihre Kompetenzen erstrecken sich von Material-wissenschaften über Strukturmechanik bis hin zur Fertigungstechnik und zur Produktion.

Weitere Informationen:www.igcv.fraunhofer.de

IGCV-Personalstruktur und Finanzen 2016

Wissenschaftsbereich Composites

Wissenschaftsbereich Verarbeitungstechnik

Studentische Hilfskräfte und Praktikanten/innen

Promotionen

Studienarbeiten

47

43146

6

31

11 %

Wissenschaftsbereich Gießereitechnik 2

Institutionelle Förderung EU-Ertrag u. Sonstiges Öffentlicher Ertrag (Grundlagen- & Anwendungsforschung)

Wirtschaftsertrag (Bilaterale Industrieprojekte & Verbundprojekte)

58%

3%

29%

10%

© Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

V10: Komponenten u. Prozesse

V30: Planung u. Steuerung

C20: Fertigungsprozesse

C30: Materialien u. Prüftechnik

V40: Fabrikplanung u. Bewertung C40: Effizienz u. Bilanzierung

C10: Online-Prozess-Monitoring

C50: Recycling

C60: Simulation und Bauweisen

G10: Formstoffe

G20: Gießverfahren

Augsburg

GarchingVerwaltungsstelle Garching

G30: Simulation u. AuslegungV50: Automatisierung u. Industrierobotik

C70: Hybride Mischbauweisen

Haupt-abteilungen

Abteilungen

Composites

L. ChatzigeorgiouC

+ Leitung (temporär)

Automatisierung und Verarbeitung

J. SchilpV

Gießereitechnik

NN (W. Volk)G

Organigramm des IGCV – 2016

V20: Anlagen- u. Steuerungs-technik

Verwaltung

IT & Technik/Gebäude

Querschnitts-aufgaben

S. Landmann (AL)Q

Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCVAugsburg – Garching

Prof. Klaus Drechsler | Prof. Gunther Reinhart | Prof. Wolfram Volk

Instituts-leitung


Themengruppe WerkzeugmaschinenDie Hauptaufgabe der Themengruppe ist die interdisziplinäre Entwicklung, Konstruktion und Optimierung von Werkzeugmaschinen sowie die Umsetzung einer dafür geeigneten methodischen Vorgehensweise. Ein Schwer-punkt liegt dabei in der Untersuchung und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Maschinenstrukturen. Hierzu werden Verfahren zur Simulation und zur experimentellen Analyse des Strukturverhaltens, der Regelung und der Zerspanprozesse von Werkzeugmaschinen eingesetzt.

Des Weiteren werden Werkzeuge und Vorge-hensweisen zur Entwicklung von Steuerungs-software erarbeitet. Der Regelungsentwurf komplexer Systeme bildet eine wichtige Grundlage für die Entwicklung und Umset-zung von integrierten adaptiven Strukturen und Regelungsverfahren zur Verbesserung der dynamischen Maschineneigenschaften. Energie bezogene Aspekte, die sich ebenfalls mit den Maschineneigenschaften in Wechsel-beziehung befinden, stehen im Fokus der Un-tersuchungen. Insbesondere in Bezug auf den Ausbau regenerativer Energien werden Ener-gieeffizienz sowie -flexibilität von Werkzeugma-schinen immer mehr zu Wettbewerbsfaktoren.

• Prozess- und StrukturverhaltenUnausgeglichene dynamische Eigenschaften von Werkzeugmaschinen können in Wechsel-wirkung mit dem Bearbeitungsprozess zu un-gewollten Schwingungen und schlechten Ober-flächenqualitäten bis hin zur Beschädigung von Werkzeug und Maschine führen. Um den wachsenden Anforderungen an die Leistungs-fähigkeit von Werkzeugmaschinen gerecht zu werden, sind Methoden zur Analyse und Optimierung des Bearbeitungsprozesses sowie des statischen, dynamischen und thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen erfor-derlich. Diese zu entwickeln und Verständnis

für das Prozess- und Strukturverhalten zu generieren, ist das Ziel des Forschungsfeldes „Prozess- und Strukturverhalten“. Dabei wird auf leistungsstarke Mess- und Rechensyste-me zurückgegriffen. Durch die Simulation von Bearbeitungsprozessen bis hin zu komplexen mechatronischen Systemen, in denen neben der mechanischen Struktur die Steuerung, die Regelung und der Prozess abgebildet werden, lassen sich Verbesserungspotenziale identifizie-ren, welche die Leistungsfähigkeit steigern und die Bearbeitungsgenauigkeit erhöhen.

• Hybride FertigungstechnologienDie zunehmende Individualisierung von Pro-dukten und der steigende Kostendruck führen zu wachsender Komplexität von Fertigungs-prozessen. Oftmals müssen verschiedene Verfahren wie Fertigungs- oder Fügeprozesse zeitgleich durchgeführt werden, um sowohl spezifischen Anforderungen der Verfahren oder des Produktes gerecht zu werden als auch

THEMENGRUPPENPROFILE

Simulationsgestützte Kompensation von Formabweichun-gen beim Fräsen dünnwandiger Bauteile


Hauptzeiten kostenminimierend parallelisie-ren zu können. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen verschiedenartige Prozesse in eine gemeinsame Anlage integriert oder aber die Kooperation verschiedener Anlagen ermöglicht werden. Unter dem Oberbegriff der hybriden Fertigungstechnologien werden beide Aus-richtungen zusammengefasst. Dabei werden bisher ungenutzte Synergiepotenziale aus dem Zusammenspiel bewährter und innovativer Verfahren auf gemeinsamen oder individuellen Plattformen entdeckt und zur Steigerung von Produktivität und Produktqualität eingesetzt.

• Intelligente WerkzeugmaschinenVor dem Hintergrund der Digitalisierung sollen Werkzeugmaschinen in Zukunft mittels intelli-genter Algorithmen optimale Prozessparameter finden und den Ausfall von einzelnen Kompo-nenten vorhersagen können. Ziel ist es dabei auch, Expertenwissen des Maschinenbedieners automatisch zu erfassen und für zukünftige An-wendungen nutzbar zu machen. Die Werkzeug-maschine muss hierbei als Teil der CAx-Kette verstanden werden. Betrachtet wird in diesem Forschungsfeld neben Methoden zur Erfassung und Auswertung großer Datenmengen auch die Rückführung von Erkenntnissen in die CAx-Kette zur Teilautomatisierung der Prozesspara-meterauswahl. Des Weiteren stehen moderne Regelungskonzepte zur Erhöhung der Prozess-stabilität im Fokus.

Aktuelle Projekte• SynErgie – Synchronisierte und energie-

adaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung

• HyPoGal – Hochdynamische nicht-lineare Positionsregelung von Galvanometer-Laserscannern

• TOPOS – Entwicklung, Herstellung und Prü-fung topologieoptimierter Osteosynthesen

• SPP 1480/3 – Kopplung von analytischen und numerischen Modellen zur Simulation thermo-mechanischer Wechselwirkungen während der Fräsbearbeitung komplexer Werkstücke

• BaZMod – Bauteilgerechte Maschinen-konfiguration in der Fertigung durch Cyber-Physische Zusatzmodule

• E2D – Erhöhung der Energieeffizienz durch Dämpfung von Maschinenstrukturen

• Steigerung der Arbeitsgenauigkeit von Fräsrobotern

Abgeschlossene Projekte• Systemsimulation und Reifebewertung von

Faser-Kunststoff-Verbunden im Maschinen- und Anlagenbau

• Forschergruppe FOR1087 – Simulation von Dämpfungseffekten in der gesamten Werkzeugmaschinenstruktur

• DynaMoRe – Dynamiksteigerung von Galva-nometer-Laserscannern durch modellbasier-te Regelung

Corinna Liebl, M. Sc. Mitglied der Instituts leitung Themengruppe Werkzeugmaschinen


Themengruppe Produktionsmanagement und LogistikDie Themengruppe Produktionsmanagement und Logistik bearbeitet Projekte mit dem Ziel der Erhöhung von Effektivität und Effizienz in der Produktion. Forschungsschwerpunkte sind dabei neben der Erforschung und Gestaltung eines systemischen Änderungsmanage-ments in der Produktion auch die Identifi-zierung, Früherkennung und Bewertung von Produktionstechnologien.

Außerdem forscht die Themengruppe an der effizienten Integration von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in einer zunehmend digitalisierten und vernetzten Produktions umgebung. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungstätigkeiten ist das Thema Optimierung für die indus trielle

Praxis. Dies adressiert die Beantwortung pro-duktionstechnischer Fragestellungen (z. B. Layout- oder Routenplanung) durch den Einsatz mathematischer Optimierungsmethoden.

Darüber hinaus arbeitet die Themengruppe seit vielen Jahren an weiteren anwendungsnahen Themen wie Lean Management und Fabrikpla-nung. Hierzu steht am iwb mit der „Lernfabrik für Schlanke Produktion“ (LSP) eine reale Produk-tionsumgebung zur Verfügung, die zur Schulung von Studierenden und Vertretern aus der Industrie zum Thema Lean Management eingesetzt wird und dabei auch beleuchtet, welche wichtige Rolle die „Schlanke Produktion“ in Zeiten von Industrie 4.0 und Digitalisierung einnimmt.

Intuitiver Fabrikplanungstisch


Dipl.-Ing. Christopher LockMitglied der Institutsleitung Themengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

Zudem befindet sich ein Lernlabor des For-schungsfeldes „Mensch in der Fabrik“ im Aufbau, in dem Forschungsinhalte prototypisch implementiert und Probandenstudien durch-geführt werden können. In Summe bildet die Themengruppe auf diese Weise die vielfältigen Fragestellungen und Herausforderungen im Bereich Produktionsmanagement und Logis-tik mit umfassenden wissenschaftlichen wie anwendungsnahen Kompetenzen ab.

• Innovationsmanagement in der ProduktionAls Grundlage innovativer Produktion werden in diesem Forschungsfeld Theorien und Metho-den des Änderungs- und Technologiemanage-ments sowie der Fabrikplanung und -analyse und des Data Mining in der Produktionslogistik systemorientiert erforscht und entwickelt.

• Mensch in der FabrikDieses Forschungsfeld befasst sich mit Po-tenzialen und Gefahren, die sich aus der Ver-netzung des Menschen mit dem Produktions-system ergeben. Hierbei werden insbesondere die Themen der kompetenzorientierten und bedarfsgerechten Arbeitssystemgestaltung sowie der flexiblen Personaleinsatzplanung adressiert.

• Optimierung für die industrielle PraxisDas Forschungsfeld „Optimierung für die industrielle Praxis“ entwickelt mathematische Optimierungsmethoden und -ansätze zur Verbesserung der Lösungsqualität indus-trieller Problemstellungen im Kontext der Produktionsorganisation.

Aktuelle Projekte• BFS – Smart Interfaces• SFB 768 – Zyklenmanagement von Inno-

vationsprozessen (drei Teilprojekte): – „Modellbasierte Prognose und Bewer-

tung von Änderungsauswirkungen in der Produktion“;

– „Systemisches Änderungsmanagement zur Gestaltung von Änderungszyklen in der Produktion“;

– „Zyklenorientierte Bewertung und Planung von Technologieketten und Betriebsmitteln für Montageprozesse“

• MAN.TUM – Effiziente Serienreifmachung hochvarianter Kleinserien

• MAN.TUM – Individuelle und dynamische Werkerinformation

• BMW.TUM – Konfiguration und Dimensi-onierung von Produktionsnetzwerken auf Basis bionischer Prinzipien

• BMW.TUM – Intelligente Logistikplanung auf Basis von Big Data

• BMWi – Mittelstand 4.0 – Transferzentrum Augsburg (Teilprojekt)

Abgeschlossene Projekte• InnoCyFer – Integrierte Gestaltung und

Herstellung kundeninnovierter Produkte in Cyber-Physischen Fertigungssystemen

• DFG – Gestaltung flexibler Fabriklayouts auf Basis unscharfer Planungsdaten


Themengruppe Montagetechnik und RobotikAls letztes Element in der Wertschöpfungskette besitzt die Montage ein heterogenes Aufgaben-feld: Neben Füge- und Handhabungsoperati-onen gehören Aspekte der Zuführung, Mess- und Prüfaufgaben sowie Sonderoperationen zu diesem Bereich. Die Themengruppe Monta-getechnik und Robotik adressiert diese Aufga-bengebiete anhand dreier aktueller Themen im Bereich der Produktion.

• Cyber-Physische Montagesysteme (CPMS)Um der steigenden Erhebung, Verknüpfung und Auswertung von digitalen Informationen Rechnung zu tragen, wurde 2016 ein neues Forschungsfeld gegründet: Das Forschungsfeld „Cyber-Physische Montagesysteme“ befasst

sich mit der digitalen Modellierung von Pro-dukten, Prozessen und Betriebsmitteln. Ziel ist die Automatisierung von Tätigkeiten in der Planung, Einrichtung und Programmierung von Anlagen, um so die wirtschaftliche Wand-lungsfähigkeit in Montagesystemen erhöhen zu können.

• BatterieproduktionDas Forschungsfeld „Batterieproduktion“ bündelt themengruppenübergreifend alle Forschungsaspekte in den Bereichen der Zellproduktion und Batteriemodulmontage. Untersucht werden verschiedenste Aspek-te im Herstellungsprozess, angefangen bei der Modellierung qualitätsrelevanter

Messedemonstrator auf der AUTOMATICA 2016: Innovative Greiftechnik für die Batteriemodulmontage


Prozesszusammenhänge bis hin zu Untersu-chungen der automatisierten Montierbarkeit von Zellelementen. Die gewonnenen Erkennt-nisse liefern einen Beitrag, um stationäre und mobile Energiespeicher wirtschaftlicher produ-zieren zu können.

• Industrielle RobotikIm Fokus dieses Forschungsfeldes steht die Befähigung von Robotersystemen hin dazu, neue Anwendungsgebiete in der Montage zu erschließen. Aktuelle Forschungsaspekte befassen sich mit der Genauigkeitssteigerung von Industrierobotern in unterschiedlichen Applikationen – von der optischen Qualitätssi-cherung bis hin zur Verdrängungskompensati-on bei roboterbasierten Fräsprozessen. Hierbei werden neben grundlagenlastigen Ansätzen (beispielsweise Verschleißauswirkungen auf die Bahntreue) auch anwendungsnahe Aspekte untersucht, wie etwa die dynamische Bahnpla-nung bei vorgegebenen Prüfplänen.

Aktuelle Projekte• Spicy – Silicon and polyanionic chemistries

and architectures of Li-ion cell for high energy battery

• FELIZIA

• ProKal

• Cell-Fi - Beschleunigung der Elektrolytauf-nahme durch optimierte Befüllungs- und Wettingprozesse

• ExZellTUM II - Exzellenzzentrum für Bat-teriezellen an der Technischen Universität München

• ProMoA – Produktbasierte automatische modellbasierte Anlagenentwicklung

• SurfaLib – Oberflächenvorbehandlung von Batterie-Materialien

• FORobotics – Mobile, ad-hoc kooperierende Roboterteams

• CyMePro - Cyber-Physische Messtechnik zur 3D-Digitalisierung in der vernetzten Produktion

Abgeschlossene Projekte• EEBatt – Dezentrale stationäre

Engergiespeicher

• RoHoQ – Hochgenaue, roboterbasierte Qualitätssicherungssysteme

Dipl.-Ing. Fabian DistelMitglied der Institutsleitung

Themengruppe Montagetechnik und Robotik

TERMINVORSCHAU 2017Girls’ Day 2017Garching, 27. April 2016

28. Deutscher MontagekongressMünchen, 20. – 21. Juni 2017

LASER World of Photonics 2017München, 26. – 29. Juni 2017

21. Augsburger Seminar für additive FertigungAugsburg, 20. Juli 2017

EMO 2017Hannover, 18. – 23. September 2017

Tag der offenen TürGarching, Oktober 2017

Herbstuniversität 2017Garching, November 2017

Seminar „Rührreibschweißen: Anwendun-gen und Trends für die Zukunft“Garching, 21. – 22. November 2017

Terminänderungen sowie weitere Termine finden Sie unter

www.iwb.tum.de/veranstaltungen.


Themengruppe Füge- und TrenntechnikAuf dem Weg vom Halbzeug zum fertigen Produkt durchlaufen technische Erzeugnisse in der Regel mehrere Füge- und Trennoperati-onen, welche eine besondere Relevanz für die qualitativ hochwertige und wirtschaftlich erfolg-reiche Produktion besitzen. Die Themengruppe Füge- und Trenntechnik widmet sich diesem Schwerpunkt und beschäftigt sich mit innovati-ven Produktionsverfahren.

Ziel der Forschungs- und Entwicklungsaktivitä-ten sind hinsichtlich Qualität und Produktivität optimierte sowie wissenschaftlich durchdrun-gene Fertigungsprozesse. Dazu steht der The-mengruppe ein Maschinenpark mit modernen Laserstrahlquellen, Reibschweißanlagen sowie umfangreichen Mess- und Analysewerkzeugen zur Verfügung.

Die Kompetenzen der Themengruppe für ther-mische Füge- und Trennprozesse erstrecken sich über die Bereiche Prozessuntersuchung, Systemtechnik, Technologieberatung und Simulation. Diese übergreifenden Kompe-tenzen finden in drei Forschungsfeldern ihre Anwendung.

• LaserfertigungstechnikDas Forschungsfeld Laserfertigungstechnik erforscht laserbasierte Schweiß- und Schneid-prozesse, Verfahren zur Oberflächenvorbe-handlung mittels Laserstrukturierung und neue Konzepte für die Lasersicherheit. Im Fokus aktueller Arbeiten stehen vor allem die Lasermaterialbearbeitung von Komponenten für die Elektromobilität sowie das Fügen von Aluminiumlegierungen für Leichtbauanwen-dungen. Immer mehr an Bedeutung gewinnt dabei der Einsatz von Simulationstools zur Prozessmodellierung.

• ReibschweißenDas Forschungsfeld Reibschweißen widmet sich der Qualifizierung der Verfahren für schwer

schweißbare Werkstoffe bzw. für die Kombina-tion verschiedenartiger Werkstoffe. Beispiele für aktuelle Forschungsarbeiten sind das Rühr-reibschweißen von Aluminium mit Temperatur-regelung, das Fügen von Mischverbindungen oder die Herstellung von Nicht-Gleich ge wichts-Le gierungen mittels Friction Stir Processing.

• Intelligente FügesystemtechnikDas Forschungsfeld Intelligente Fügesystem-technik wurde neu gegründet und beschäftigt sich mit der Nutzbarmachung von Daten aus dem Fügeprozess. Gegenstand der Untersu-chungen sind dabei Digitalisierungsansätze zur Gewinnung, Verarbeitung und Auswertung von Prozessdaten. Im Vordergrund stehen dabei moderne Prozesssensoriken und -regelungen, selbstlernende Auswerte-Algorithmen sowie prädikative Systeme zur Prozessoptimierung.

Aktuelle Projekte• Click & Weld – Steigerung der industriellen

Anwendbarkeit des Rührreibschweißens durch ein wissensbasiertes und anwender-freundliches Bedienkonzept

• ExZellTUM II – Exzellenz-Zentrum für Batterie-Zellen an der Technischen Universität München II

• FOREL 2 – Forschungs- und Technologie-zentrum für ressourceneffiziente Leichtbau-strukturen der Elektromobilität 2

• FSW-Leg – Synthese von Nicht-Gleichgewichts-Legierungen durch Rührreibschweißen

• MobaReg – Entwicklung einer prozess-momentbasierten Temperaturregelung für das Rührreibschweißen

• ProLasKu – Steigerung der Prozess-effizienz und der Schweißqualität beim


Stefan Liebl, M. Sc. Mitglied der Institutsleitung

Themengruppe Füge- und Trenntechnik

Laserstrahlschweißen von Kupferwerk-stoffen durch innovative Systemtechnik

• PROLEI – Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen

• RegTemp – Regelung der Temperatur beim Rührreibschweißen

• ReVeBa – Rechnergestützte Verzugs-minimierung beim Laserstrahlschweißen komplexer Bauteilstrukturen

• SPP 1640 (3. Förderphase) – Binde-mechanismen beim Rührreibschweißen von Mischverbindungen

• SurfaLib – Oberflächenvorbehandlung von Batterie-Materialien

• ZaktiSiLa – Zentrale aktive Lasersicherheit

Abgeschlossene Projekte• FOREL – Forschungs- und Technologie-

zentrum für ressourceneffiziente Leichtbau-strukturen der Elektromobilität

• PaLaSi – Passive Lasersicherheit für Hoch-leistungslaser im industriellen Einsatz

• EEBatt – Dezentrale stationäre Batterie-speicher zur effizienten Nutzung erneu-erbarer Energien und Unterstützung der Netzstabilität

• Optimierung von Parametern beim Schwungradreibschweißen

• SPP 1640 (2. Förderphase) – Binde-mechanismen beim Rührreibschweißen von Mischverbindungen

• ReLaTiS – Transiente räumliche Reflexion der Laserstrahlung beim Laserstrahl-Tiefschweißen

Kontaktierung von Lithium-Ionen-Rundzellen mittels Laserstrahlschweißen


Themengruppe Additive FertigungDie Themengruppe Additive Fertigung des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebs-wissenschaften der Technischen Universität München besteht aktuell aus neun wissen-schaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Beheimatet ist sie derzeit noch im produktions-technischen Anwenderzentrum in Augsburg, wird sich aber ab Anfang 2018 am iwb in Garching befinden.

Sie legt ihre Schwerpunkte aktuell auf die Bereiche Prozessentwicklung, Prozessüber-wachung und Simulation. Im Vordergrund der Forschungsarbeiten stehen hierbei die pulverbettbasierten Technologien wie das Laserstrahlschmelzen (LBM), Elektronenstrahl-schmelzen (EBM) und der industrielle 3-D-Druck (3DP).

• ProzessentwicklungIm Themenfeld der Prozessentwicklung wird beispielsweise die Qualifizierung neuer Werk-stoffe vorangetrieben und es werden neue An-sätze zur Multimaterialverarbeitung erarbeitet. Im speziellen wird hier gegenwärtig die additive Verarbeitung mittels Laserstrahlschmelzen (LBM) von Magnesiumlegierungen untersucht. Hierbei werden Aspekte der Arbeitssicherheit (aufgrund der Reaktivität des pulverförmigen Ausgangsmaterials) ebenso beleuchtet wie eine prozesssichere Fertigung und die Minimierung der Bildung von Poren.

Des Weiteren werden Ansätze zur Verarbeitung von Hartmetallpulvern mit dem 3-D-Druck-Prozess (3DP) erarbeitet. Um Bauteile mit einer möglichst geringen Restporosität zu erhalten,

Themenfelder in der Themengruppe Additive Fertigung


sind hier auch nachgelagerte Prozessschritte wie das heiß-isostatische Pressen erforderlich. Ziel des Vorhabens ist die additive Fertigung von Werkzeugen.

Beim Elektronenstrahlschmelzen (EBM) liegt der Fokus auf der Verbesserung der Prozess-stabilität. Es kann zum Beispiel eine Reduzie-rung des Pulververblasens durch eine geeigne-te Erhöhung der Leitfähigkeit des Pulverbetts erreicht werden. Da auch die Eigenschaften des pulverförmigen Ausgangswerkstoffes einen immer wichtigeren Stellenwert einnehmen, werden Konzepte zur Herstellung individuell angepasster Pulverwerkstoffe für die additive Fertigung erforscht.

• ProzessüberwachungIm Bereich der Prozessüberwachung werden thermografische Aufnahmen des Prozesses genutzt, um aus dem Abkühlverhalten jeder Schicht Kennwerte zu ermitteln, die Rück-schlüsse zulassen auf die im Prozess auftre-tenden Fehler – wie zum Beispiel eine unzurei-chende Schichtanbindung. Darüber hinaus wird die Prozesszone mittels Hochgeschwindig-keitsaufnahmen untersucht, um so den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Prozessdyna-mik zu analysieren und damit einen Beitrag zur Steigerung des Verständnisses zu leisten.

• SimulationDie Arbeiten zur Simulation lassen sich unter-teilen in Struktur- und Schmelzbadsimulation. Die Struktursimulation dient hierbei der Berech-nung der prozessbedingt auftretenden Verfor-mungen in additiv gefertigten Bauteilen.

Neben der Entwicklung von Modellen, die eine effiziente Vorhersage aller auftretenden, den Verzug hervorrufenden Phänomene ermöglichen, werden speziell auf das Laser-strahlschmelzen zugeschnittene numerische Methoden erarbeitet sowie Vorgehen zur Maß-haltigkeitssteigerung mittels Vordeformation

entwickelt, wodurch die im Bauteil auftretenden Verformungen bereits vor der eigentlichen Fertigung kompensiert werden können. Die Schmelzbadsimulation dient der Berechnung von fluiddynamischen Vorgängen in der Pro-zesszone beim Laserstrahlschmelzen (LBM). Damit ergeben sich wichtige Erkenntnisse, wie z. B. zum Einfluss der Oberflächenspannung im Schmelzbad.

Aktuelle Projekte• AscentAM – Simulation des Laserstrahl-

schmelzens (LBM) mit dem Ziel der simu - la tionsgestützten Verzugskompensation

• HMTools – Herstellung von Werkzeugen durch Verarbeitung von Hartmetallpulvern im 3-D-Druck-Verfahren (3DP)

• EBMSmoke – Reduzierung des Pulver-verblasens durch neue Prozessstrategien im Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

• KonRAT – additive Fertigung (LBM) von Komponenten von Raketentriebwerken für Anwendungen in Transportsystemen der Luft- und Raumfahrt und Herstellung von individuell angepassten Pulverwerkstoffen

Abgeschlossene Projekte • AMMag – Laserstrahlschmelzen (LBM) von

Magnesiumlegierungen

• AMThermoQS – Thermografische Schicht-überwachung beim Laserstrahlschmelzen (LBM)

Dipl.-Phys. Johannes WeiratherMitglied der Institutsleitung

Themengruppe Additive Fertigung


Promotionen 2016

Dr.-Ing. Wiedemann, Markus Methodik zur auslastungsorien-tierten Angebotsterminierung für hoch variante Produkte mit kunden-individuellen Leistungsanteilen (UTZ Verlag Bd. 324)

Dr.-Ing. Niehues, Michael Adaptive Produktionssteuerung für Werkstattfertigungssysteme durch fertigungsbegleitende Reihenfolge-bildung (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Riß, Fabian Funktions- und belastungsgerechte Auslegung additiv gefertigter Waben-kerne für Sandwichbauteile (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Roth, Andreas Modellierung des Rührreib-schweißens unter besonderer Berücksichtigung der Spalttoleranz (UTZ Verlag Bd. 327)

Dr.-Ing. Seidel, Christian Finite-Elemente-Simulation des Aufbauprozesses beim Laserstrahl-schmelzen (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Teufelhart, Stefan Belastungsoptimiertes Design von Gitterstrukturen für die additive Fer-tigung nach dem bionischen Prinzip der kraftflussgerechten Gestaltung (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Wagner, Marcel Abbildung von transientem Produkt verhalten in der Maschinen belegungsplanung (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Klein, Thorsten Agiles Engineering im Maschinen- und Anlagenbau (UTZ Verlag Bd. 323)

Dr.-Ing. Westermeier, Markus Qualitätsorientierte Analyse komple-xer Prozessketten am Beispiel der Herstellung von Batteriezellen (UTZ Verlag Bd. 322)

Dr.-Ing. Backhaus, Julian Adaptiertes, aufgabenorientiertes Programmiersystem für Montage-systeme (UTZ Verlag Bd. 319)

Dr.-Ing. Greitemann, Josef Methodik für die systematische Identifikation von Produktions-technologien (UTZ Verlag Bd. n.n.)

Dr.-Ing. Krauss, Harald Qualitätssicherung beim Laser-strahlschmelzen durch schichtweise thermografische In-Process- Überwachung (UTZ Verlag Bd. 325)

Dr.-Ing. Krotil, StefanOnline-Simulation von fluidischen Prozessen in der frühen Phase der Maschinen- und Anlagenentwicklung (UTZ Verlag Bd. n.n.)


Ehrungen und Auszeichnungen 2016Auch im Jahr 2016 erhielten wieder viele unserer Mitarbeiterinnen, Mitarbeiter und Studierenden Preise und Ehrungen für be-sondere Arbeiten und exzellente Ergebnisse.

Johannes Atug, M. Sc.Hans-Peter-Wiendahl-Studienpreis 2016

Michael Kick, B. Sc. DVS-Studentenkongress 2016, 2. Platz für den Vortrag „Numerisches Berechnungsmodell zur Vorhersage von Schutzzeiten passiver metalli-scher Laserschutzwände“, M. Kick, F. Lugauer, M. Zäh

Tim Thurn, M. Sc.SGL Group Award 2016, Fakultätspreis für Masterarbeiten und Exzellente Abschlüsse für die Masterarbeit „Analytisches Modell des Laserstrahlschneidens von CF-Preforms“

EINSTELLUNGEN 2016

GarchingDipl.-Ing. Alejandro MaganaM. Sc. Thomas SemmMichael WildgruberDipl.-Ing. (Univ.) Felix Jakob BrandlM. Eng. Lukas RichterM. Sc. Amanda ZensM. Eng. Harald BauerM. Sc. Daria LeiberM. Sc. Florian Günter

AugsburgClaudia Hahn

IWB-VERÖFFENTLICHUNGEN 2016

Unsere iwb-Publikationsdatenbank

auf unserer Homepage gibt Ihnen

die Möglichkeit, gezielt nach

Publikationen ab dem Jahr 1997

zu suchen. In dieser Rubrik finden

Sie auch eine Übersicht aller

iwb Forschungs- und Seminarberichte des Jahres 2016.

Weitere Informationen:

www.iwb.mw.tum.de/publikationen/


Ein erfolgreicher Abschluss und eine innovative Fortführung Politische und gesellschaftliche Anfor-derungen an die Mobilität von morgen – ressourcenschonend, umweltfreundlich und effizient – bilden den Schwerpunkt zahl-reicher Forschungsaktivitäten. Als national übergreifende, offene Plattform adressiert „FOREL“ nicht nur innovative Fertigungs- technologien und Prozessketten, sondern dient auch der nachhaltigen Vernetzung von Industrie und Forschung.

Nach über drei erfolgreichen Jahren „For-schungs- und Technologiezentrum für ressour-ceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektro-mobilität“ startet das Verbundprojekt in die zweite Phase. Aufbauen kann FOREL2 unter anderem auf umfassenden Betrachtungen ver-netzter Prozessketten und der Initiierung und systemischen Koordination von Forschungs-projekten, wie z.B. des Projekts „ProLei“.

FOREL2 – Eine FortführungDas Ziel des Koordinationsprojektes FOREL2 ist es, den Standort Deutschland als Leitanbie-ter und Leitmarkt für die Elektromobilität nach-haltig zu fördern.

Insbesondere innovative Technologien für den Strukturleichtbau sowie Prozessketten für die ressourceneffiziente Fertigung stehen im Fokus des Verbundprojektes. Die in der ersten För-derphase generierten Erkenntnisse bilden die Grundlage, die als übergreifende Steuerungs-schnittstelle Technologiepotenziale und aktuelle Defizite gezielt zu bestimmen und strategisch anzugehen ermöglicht.

ProjektkonsortiumDas Verbundprojekt FOREL2 umfasst in der zweiten Förderphase fünf angesehene, produk-tionstechnische Institute, welche sich thema-tisch ergänzen: das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK, Technische Universität

Dresden), das Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF®, Universität Paderborn), das Institut für Aufbereitungsmaschinen (IAM, TU Bergakademie Freiberg), das Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL, Technische Universität Dortmund) sowie das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaf-ten (iwb, Technische Universität München).

ForschungsinhalteIm Rahmen des am iwb bearbeiteten Teilvorha-bens „Produktionstechnologien zur Umsetzung innovativer Leichtbaulösungen“ werden die Be-reiche Fügetechnik und Technologiebewertung fokussiert. Ersterer beinhaltet Strategien zur Identifikation und Einordnung von Fügetechno-logien, um die Variantenflexibilität durch beste-hende und neuartige Fügeverfahren zu erhöhen. Ferner wird eine Methode zur Technologiereife-gradbewertung erarbeitet, welche das Potenzial innovativer Produktionstechnologien hinsichtlich struktureller Leichtbauanwendungen bewertet.

DankDas iwb dankt dem Bundesministerium für Bildung und Forschung für die Förderung und dem Projektträger Karlsruhe (PTKA) für die Betreuung von FOREL und FOREL2.

M. Sc. Sandra SchreiberThemengruppe Füge- und Trenntechnik

FORSCHUNGSPROJEKTE 2016

Forschungs- und Technologiezentrum für ressourcen-effiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität 2


Projektstart: Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit MetallenZum 1. September 2016 startete das BMBF-Verbundprojekt „PROLEI“, das die Qualifi-zierung von Kunststoff-Metall-Hybridbau-weisen für die industrielle Serienfertigung zum Ziel hat.

Durch neue Produktionsprozesse für Karos-serien in Multi-Werkstoff-Bauweise soll es in Zukunft möglich sein, Elektrofahrzeuge wirt-schaftlich und in großen Stückzahlen herzu-stellen. Der Erforschung neuer Fügeverfahren kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu. Vergleich-bare Fragestellungen ergeben sich auch in der zivilen Luftfahrttechnik.

ZielsetzungIm Forschungsprojekt „PROLEI“ werden des-halb Bauweisen mit Kunststoff-Metall-Hybrid-verbunden für die industrielle Serienfertigung adressiert. Dafür müssen neuartige, sicher reproduzierbare Fügetechnologien entwickelt werden. Prozesse zum laserbasierten Struktu-rieren von Kontaktflächen und zur automatisier-ten Ausführung des Fügevorgangs bilden dabei die thematischen Schwerpunkte. Die Entwick-lung geeigneter Fertigungs- und Automatisie-rungstechnik ist Voraussetzung für den direkten Einsatz in industriellen Prozessketten.

ProjektinhaltDie Entwicklung angepasster Systemtechnik zur effizienten Erzeugung maßgeschneiderter Oberflächenstrukturen mittels Laserstrahlung zielt auf die effiziente Vorbehandlung großer Freiform-Fügeflächen ab. Von der Laserstruk-turierungs-Technologie ausgehend findet die Prozessentwicklung robotergestützter Direkt-fügeverfahren für die Fertigung von Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen in Großserie statt.

Als Wegweiser dieser Schritte liegt der wis-senschaftliche Kern des Vorhabens in der Vertiefung des zugrunde liegenden Prozessver-ständnisses. Dabei sichern experimentelle Un-tersuchungen zum mechanischen Verhalten der Hybridverbindungen die simulationsgestützte Auslegung ab. Daneben wird untersucht, wie die Verbundeigenschaften passend zum An-forderungsprofil modifizierbar sind. Zur Absi-cherung der Forschungsergebnisse wird das Kleben als Referenzverfahren herangezogen.

DankDieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen-konzept „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ (Förder-kennzeichen 02P16Z002) und mit Mitteln aus dem Energie- und Klimafonds gefördert sowie vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

M. Sc. André HeckertThemengruppe Füge- und Trenntechnik

Laserstruktur auf einem Hybridbauteil aus Metall und faserverstärktem Kunststoff (FVK)


Neues Projekt zur produktbasierten automatischen Anlagen entwicklung gestartetIm Forschungsprojekt „ProMoA – Produkt-basierte automatische modellbasierte Anlagenentwicklung“ werden Methoden zur automatischen produktbasierten Planung neuer sowie zur Umplanung bereits bestehender Anlagen entwickelt. Das Projekt startete im Oktober 2016 und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

Durch die steigende Variantenvielfalt in der Produktion ist es immer häufiger notwendig, Anlagen für neue Produkte zu entwerfen oder bestehende Anlagen an diese anzupassen. Die Planung ist dabei gegenwärtig ein auf-wändiger, iterativer und zu großen Teilen manu-eller Prozess. Im Forschungsprojekt „ProMoA“ entwickeln Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des iwb gemeinsam mit sieben Partnern aus Wirtschaft und Forschung neue Methoden und IT-Werkzeuge, um basierend auf digitalen Pro-duktdaten den Anforderungen entsprechende Anlagen automatisiert zu planen.

KonzeptDie Grundlage für die automatische Planung bilden neben den digitalen Produktdaten Informationen zu den verfügbaren Betriebsmit-teln, dem gegenwärtigen Anlagenlayout und den gegebenen Rahmenbedingungen. Durch eine virtuelle Demontage der Produkte werden zunächst valide Montagereihenfolgen und die erforderlichen Prozesse bestimmt. Mittels geeigneter Simulationsmodule werden dann die Anforderungen des Produkts mit den Fähigkeiten der Betriebsmittel abgeglichen. Als Ergebnis erhält der Anwender eine Visu-alisierung der feingeplanten Montageanlage einschließlich geeigneter Arbeitspläne sowie relevanter produktionstechnischer Kennzahlen.

VorgehenZunächst werden die genauen Anforde-rungen der Anwendungspartner analysiert.

Anschließend realisieren die beteiligten For-schungs- und Entwicklungspartner das Kon-zept und validieren es anhand der definierten Anwendungsszenarien.

DankDieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Themen-feld „Kompetenz Montage – kollaborativ und wandlungsfähig (KoMo)“ (Förderkennzeichen 02P15A100) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Das iwb und das Fraunhofer IGCV danken den Forschungspart-nern für die exzellente Zusammenarbeit.

Daria Leiber, M. Sc.Themengruppe Montagetechnik und Robotik

Dipl.-Ing. Joachim MichniewiczThemengruppe Montagetechnik und Robotik

Systemübersicht der Planungsmethodik


Big Data in der LogistikplanungBedingt durch die hohe Variantenvielfalt, die internationalen Produktions- und Liefe-rantennetzwerke sowie die kürzeren Pro-duktlebenszyklen entsteht eine stetig stei-gende Komplexität in der Inbound-Logistik. Durch Big-Data-Ansätze können Daten, die beispielsweise während des operativen Betriebs anfallen, neue Erkenntnisse und Unterstützung für die Planung bieten.

Motivation Die Inbound-Logistik ist für die Bereitstellung von Bauteilen vom Lieferanten bis an das Montageband verantwortlich. Für eine kontinu-ierliche Verbesserung der Inbound-Logistik und der zugehörigen Prozesse ist die Transparenz der bestehenden Prozesse unabdingbar.

Vor dem Hintergrund von über 10.000 Materialbewegungen und einer hohen

Ausbringungsmenge an Fahrzeugen entsteht in der Automobilindustrie ein starker Bedarf an Materialbewegungen. Dieser wird in Form von mehreren Millionen innerbetrieblichen und außerbetrieblichen Transporten durch die In-bound-Logistik gedeckt. Konventionelle Metho-den wie beispielsweise die Material flussanalyse können aufgrund dieser Kom plexität nur verein-facht und unter hohem Aufwand durchgeführt werden.

Big-Data-Ansätze haben das Potenzial, die Daten aus dem operativen Betrieb (Digitaler Schatten) über einen langen Zeitraum zu spei-chern, zu analysieren und daraus die notwendi-gen Erkenntnisse abzuleiten.

Zielsetzung Ziel des Forschungsprojektes ist daher eine effektive Nutzung des Digitalen Schattens,

© iwb – Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften 1

Wareneingang Lager Routenzug Bereitstellung

N = 14.950.467 (Transportaufträge)

Sankey-Diagramm aus Transportaufträgen des Digitalen Schattens


sodass eine kontinuierliche Verbesserung der Inbound-Logistik und der zugehörigen Prozes-se ermöglicht wird.

LösungsansatzIm ersten Schritt wird zunächst die erforderli-che Transparenz über datenbasierte Methoden hergestellt. Zur systematischen Identifikation relevanter Daten wird eine Ontologie für die Inbound-Logistik entwickelt.

Auf Basis der Ontologie können die zugehö-rigen Daten aus dem Digitalen Schatten zur Rekonstruktion und Bewertung der Inbound-Logistik und der Prozesse verwendet werden. Aus den durchgeführten Transportaufträgen konnte bereits eine Methode zur Ableitung von Materialflüssen entwickelt und in Algorithmen umgesetzt werden.

Im zweiten Schritt wird eine proaktive Unter-stützung der Planung angestrebt. Durch die Entwicklung von Methoden und Algorithmen können mögliche Potenziale zur Verbesserung, wie beispielsweise hohe Bestände von groß-volumigen oder wertvollen Bauteilen, systema-tisch im Digitalen Schatten identifiziert werden. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Verbesse-rung der Inbound-Logistik.

Abschließend werden die entwickelten Metho-den und Algorithmen hinsichtlich des Nutzens und der Wirtschaftlichkeit evaluiert.

DankDer Dank gilt der BMW AG für die Förderung dieses Projektes.

Dino Knoll, M.Sc.Themengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

RÜCKBLICK AUF SEMINARE UND KONGRESSE 2016Bayerische Laserschutztage 2016Nürnberg, 20. – 21.01.2016

Lasermesse 2016Shanghai, 15. – 17.03.2016

FOREL-Akademie Seminar „Geschickt verbunden“Garching, 08.04.2016

WGP-Produktionsakademie „Schlanke Produktion“Garching, 12. – 13.04.2016

Hannovermesse 2016Hannover, 25. – 29.04.2016

Automatica 2016München, 21. – 24.06.2016

Tag der Studierenden 2016Garching, 07.07.2016

CARV 2016UK, Bath, 04. – 06.09.2016

Tag der offenen Tür 2016Garching, 22.10.2016

Herbstuniversität 2016Garching, 02.11.2016

RFID-Anwendertag 2016Garching, 18.11.2016

münchener kolloquium – Produktionskongress 2016 München, 29. – 30. November 2016

Jahresabschlusskolloquium 2016Garching, 09.12.2016

… sowie viele Schülergruppen, nationale und inter-

nationale Besuchergruppen, welche das iwb im Jahr 2016

besucht haben.


ProZell-Cluster: Projekte Cell-Fi und ProKalIm August 2016 fiel der Startschuss für das Projekt „Kompetenzcluster zur Batteriezell-produktion (ProZell)“. Das iwb beteiligt sich innerhalb dieses Clusters an zwei Projekten.

Vor etwa zwei Jahren beschlossen mehrere Einrichtungen, die im Bereich der Fertigungs-technologien für Lithium-Ionen-Zellen arbeiten, stärker zu kooperieren und ihre Kompetenzen zu bündeln. Nach langen Gesprächen und viel Netzwerk- und Überzeugungsarbeit bei För-derern konnte der aus diesen Überlegungen hervorgegangene Cluster „ProZell“ im August 2016 offiziell starten.

Ziel Ziel des Forschungsclusters ist es, den Pro-duktionsprozess von Batteriezellen und dessen Einfluss auf die Zelleigenschaften sowie die Produktentstehungskosten zu erarbeiten, im

Detail zu verstehen und beschreiben zu können sowie kontinuierlich weiterzuentwickeln. Damit soll die wissenschaftliche Basis für den Aufbau und die nachhaltige Weiterentwicklung einer international führenden, wettbewerbsfähigen Batteriezellproduktion in Deutschland gelegt werden.

Der Cluster, der von der TU Braunschweig koordiniert wird, umfasst 23 Einrichtungen in 13 Forschungsprojekten. Gefördert wird er mit 15,4 Mio. € vom Bundesmisterium für Bildung und Forschung (BMBF). Es sind ausschließlich Forschungseinrichtungen beteiligt. Ein sol-cher Cluster ist ein Novum in der deutschen Förderlandschaft.

Der Großteil der Projekte innerhalb von „ProZell“ beschäftigt sich mit der Elektrodenherstellung, so auch das im Folgenden vorgestellte Projekt

Kalandrierung von Lithium-Ionen-Elektroden (Bildquelle: Heddergott/TUM)


„ProKal“. Im Bereich der Zellmontage ist das iwb im Projekt „Cell-Fi“ engagiert.

ProKalAls letzter Prozessschritt der Elektrodenher-stellung können bei der Kalandrierung zahl-reiche Struktureigenschaften der Elektroden eingestellt werden (bspw. Schichtdicke und -ebenheit). Diese beeinflussen nicht nur Qua-litätseigenschaften, wie z. B. die Energie- und Leistungsdichte der finalen Zelle, sondern auch die Verarbeitung in den nachfolgenden Prozessen.

Das Gesamtziel des Forschungsprojektes „ProKal“ ist die Prozessmodellierung der Kalandrierung energiereicher Elektroden. Ein besonderes Merkmal des Projektes ist die Verarbeitung von Dickschichtelektroden zur Erhöhung der Flächenbeladung und der resul-tierenden Kapazität. Zum Aufbau des Prozess-modells sind umfassende Prozessvariationen notwendig, die Änderungen in der Elektroden-struktur hervorbringen, welche wiederum die Eigenschaften der Zelle beeinflussen. Darüber hinaus ist ein Alleinstellungsmerkmal von „ProKal“ die Analyse der Maschinendynamik.

Die Erarbeitung von Maschine-Prozess-Struk-tur-Modellen als Fortführung der herkömmli-chen Prozess-Struktur-Modelle bringt einen großen wissenschaftlichen Mehrwert für dieses wenig erforschte Gebiet. Ein tiefgehendes Ver-ständnis der Interaktionen zwischen Prozess, Produkt und Kalander soll gewonnen werden, um die Kalandrierung weiter zu optimieren.

Ein weiteres Ziel ist die Vertiefung bzw. Erwei-terung des Prozessverständnisses für Dick-schichtelektroden. Hier unterstützt das iwb insbesondere beim Warmkalandrieren. Zuletzt soll der Einfluss der Kalandrierung auf nachfol-gende Prozesse beleuchtet werden, was den wissenschaftlichen Austausch innerhalb des Forschungsclusters stark fördern wird.

Cell-FiDie Befüllung einer Lithium-Ionen-Zelle (LIZ) mit Elektrolytflüssigkeit und das anschließende Wetting stellen die Schnittstelle zwischen Zell-montage und Formierung dar. Trotz des hohen Potenzials für eine Durchsatzerhöhung und des unklaren Einflusses auf Qualitätsmerkmale der LIZ wurde diesem Aspekt der Zellfertigung bisher nur wenig wissenschaftliche Aufmerk-samkeit zuteil. Die Benetzbarkeit als Material-eigenschaft wurde in diversen Publikationen untersucht, jedoch ohne Rückschlüsse auf den Produktionsprozess zu ziehen. Zwar existieren Best-Practice-Lösungen für Befüllung und Wetting, doch welche Vorgänge in der LIZ aus-schlaggebend sind und wie sie beschleunigt werden können, ist weitestgehend noch nicht durchdrungen. Im Mittelpunkt der bisherigen Arbeiten am iwb standen die Visualisierung des Befüllungsprozesses mittels Neutronen-radiographie und die methodische Abbildung der Prozessphänomene. Hinsichtlich einer nationalen Zellfertigung ist dieses methodisch aufbereitete Prozesswissen die Voraussetzung für einen erhöhten Durchsatz und stabilere Prozesse.

Die übergeordneten Ziele des Projektes „Cell-Fi“ sind die Verkürzung der Befüll- und Wettingzeit und die Einstellung einer stabilen Produktqualität. Dies setzt ein erweitertes und methodisch beschriebenes Prozessverständnis voraus. Ein Teilziel ist daher die Erarbeitung und Validierung von Modellen und Simulationen der Benetzungsvorgänge in LIZ. Ein weiteres Teilziel ist die Ableitung von Richtlinien für die befüllungsgerechte Zellauslegung.

In „Cell-Fi“ kooperiert das iwb mit dem IWF der TU Braunschweig, dem PEM der RWTH Aachen, dem Meet Batterieforschungszentrum der Universität Münster und dem Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik.

Somit wird in „Cell-Fi“ erstmals der Themen-komplex Befüllung und Wetting in der LIZ


Integrierte Gestaltung und Herstellung kundeninnovierter Produkte in Cyber-Physischen FertigungssystemenIn dem im Oktober 2016 abgeschlossenen Forschungsprojekt „InnoCyFer“ wurde eine Prozesskette für die Gestaltung und voll-automatische Herstellung von kundenindi-viduellen Produkten entwickelt und für den Praxiseinsatz in einer Demonstrationsfabrik erprobt. Um im globalen Wettbewerb erfolgreich agieren zu können, bieten Unternehmen ihren Kunden mehr und mehr individualisierte Pro-dukte an, um sich vom Markt abzuheben. Im Projekt „InnoCyFer“ wurden die Grundlagen für diese Geschäftsmodelle weiterentwickelt und eine vollständige Integration des Kunden in den Kreativitätsprozess bereits während der Entwicklung eines Produktes ermöglicht. Aus dieser Einbindung folgt jedoch, dass Methoden zur Produktionsplanung und

-steuerung neu gedacht werden müssen, um eine wirtschaftliche und wettbewerbs-fähige Herstellung dieser kundeninnovierten Produkte zu gewährleisten.

ProjektergebnisseDas Projektkonsortium unter der Leitung des iwb erarbeitete die gesamte Prozesskette für dieses Vorgehen. Der Lehrstuhl für Produkt-entwicklung der TUM arbeitete gemeinsam mit der B/S/H/ Hausgeräte GmbH an einer Produktaufbereitungsmethodik, die es Un-ternehmen ermöglicht, bestehende Produkte hinsichtlich ihres Individualisierungspotenzials zu untersuchen. Mit der Unterstützung der Hyve Innovation Community GmbH wurde zudem eine Open-Innovation-Plattform ge-schaffen, auf der Kunden ihrer Kreativität freien Lauf lassen und sich mit anderen Nutzern über mögliche Designs und Ideen auszutauschen

wissenschaftlich untersucht. Das Prozesswis-sen wird sowohl an Pouch- als auch an pris-matischen Hardcasezellen erarbeitet, da diese verschiedene Befüllverfahren erfordern. Durch den Aufbau von Simulationsmodellen kann das erarbeitete Wissen auf andere Zellgeometrien und -bauweisen übertragen werden. Abgerun-det wird das Vorhaben durch die Untersuchung der verarbeitungsbedingten Veränderungen der Elektrolyteigenschaften (Rheologie, Leitfähig-keit, Zusammensetzung, …), die Evaluierung der Verarbeitungseigenschaften des Separators und die Ableitung von Gestaltungsrichtlinien.

DankWir danken dem Bundesministerium für Bil-dung und Forschung (BMBF) und dem Pro-jektträger Jülich für die Förderung der Projekte

„Cell-Fi“ und „ProKal“, dem Kompetenznetz-werk Lithium-Ionen-Batterien e.V. für die Unter-stützung und dem „ProZell“-Managementkreis für die wertvollen Anregungen.

Florian Günter, M. Sc.Themengruppe Montagetechnik und Robotik

Till Günther, M. Eng.Themengruppe Montagetechnik und Robotik


können. Außerdem bietet die Plattform die Möglichkeit, Elemente eines Kaffeevollautoma-ten als Demonstrationsobjekt zu gestalten und Informationen über die Herstelldauer sowie den Preis zu erhalten. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IGCV arbeitete das iwb an neuartigen Methoden zur Produktionsplanung und -steuerung, welche der automatischen Übertragung dieser Designs in Arbeitspläne und CNC-Codes dienen. Für die Maschinen-belegungsplanung wurde ein Ameisenalgo-rithmus entwickelt, welcher eine robuste und schnelle Möglichkeit bietet, mit den individuel-len Kundenaufträgen umzugehen. Gemeinsam mit Festo Didactic SE wurde eine Demonstra-tionsfabrik am iwb aufgebaut, in der die Inte-gration der einzelnen Prozessschritte sowie die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) in der Realität getestet werden konnte.

Verwertbarkeit der ProjektergebnisseBeim Projektpartner B/S/H/ Hausgeräte GmbH wurde durch das IGCV in den letzten Projekt-monaten eine Übertragung der theoretisch entwickelten Konzepte in die industrielle Pra-xis vorbereitet. Außerdem konnte der entwi-ckelte Ameisenalgorithmus bereits bei einem

Partnerunternehmen für Anwendungen in der Logistik adaptiert und umgesetzt werden.

DankDas Projekt „InnoCyFer“ wurde im Rahmen des Technologieprogramms „AUTONOMIK für Industrie 4.0“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Das iwb bedankt sich bei allen Projektpartnern für die erfolgreiche Zusammenarbeit.

Weitere Informa tionenwww.innocyfer.de

Dipl.-Ing. Ulrich TeschemacherThemengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Susanne VernimThemengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

Demonstrationsfabrik in der Versuchshalle des iwb


Erfolgreicher Projektabschluss: Dämpfungseffekte in WerkzeugmaschinenDämpfungseffekte beeinflussen maßgeblich das dynamische Verhalten von Werkzeug-maschinen. Nach derzeitigem Stand der Wissenschaft und Technik ist die simulati-onsunterstützte Abbildung und Prognose der Dämpfung für das Gesamtsystem Werkzeugmaschine jedoch nur punktuell möglich. Um dieses Defizit zu beheben, wurden im hier beschriebenen Projekt die Dämpfungseinflüsse der einzelnen Maschi-nenkomponenten systematisch untersucht und Simulationsmodelle identifiziert.

Der Wettbewerb auf dem internationalen Markt zwingt die Werkzeugmaschinenhersteller,

Entwicklungszeiten zu reduzieren. Dies kann unter anderem durch den Einsatz moderner Simulationsmethoden geschehen. Um in Dynamiksimulationen von Werkzeugmaschinen eine ausreichend hohe Prognosegenauigkeit erreichen zu können, ist unter anderem eine korrekte Modellierung der Dämpfung not-wendig. In der mechatronischen Struktur von Werkzeugmaschinen setzt sich diese aus der lokalen Energiedissipation der eingesetzten Materialien und Kontaktstellen sowie dem Einfluss der Antriebskomponenten zusammen. Die genauen physikalischen Wirkzusammen-hänge sind heute aber noch nicht ausreichend bekannt, um sie auf komplexe Strukturen wie

Versuchsträger zur Dämpfungsbestimmung


Werkzeugmaschinen übertragen zu können. Die Nachbildung des Verhaltens von Werk-zeugmaschinen gelingt durch die aktuell verwendeten globalen Dämpfungsgrade nicht ausreichend genau. Insbesondere bei entwick-lungsbegleitenden Simulationen, in denen kein messtechnischer Abgleich möglich ist, sind deshalb keine verlässlichen Aussagen über das Maschinenverhalten zu erwarten. Demzufolge wird bei der Optimierung des dynamischen Nachgiebigkeitsverhaltens einer Maschine hauptsächlich auf Veränderungen der Steifig-keits- und Massenverteilung zurückgegriffen.

Zielsetzung und VorgehensweiseZiel des Forschungsvorhabens war es, diese Defizite zu beheben, indem eine lokale Mo-dellierung der einzelnen Dämpfungseinflüsse angestrebt wurde. Besonderes Augenmerk lag dabei auf einer einfachen und allgemeingülti-gen Modellierung.

Es wurden parametrierbare Modelle für Werk-zeugmaschinenkomponenten entwickelt. Die-sen wurden abgesicherte Vertrauensbereiche hinterlegt. Für die Bestimmung dieser Vertrau-ensbereiche wurde am iwb ein Versuchsträger aufgebaut und vermessen.

Die Dämpfungseinflüsse der Strukturkompo-nenten konnten ermittelt werden, indem diese jeweils einzeln und dann in verschiedenen Montagezuständen vermessen wurden. So konnte der Ursprung der jeweiligen Dämpfung identifiziert werden. Parallel dazu wurden Simu-lationsmodelle für die vermessenen Zustände erstellt, welche mit Messungen abgeglichen wurden. Die Teilsimulationsmodelle konnten zu einem Gesamtmodell zusammengesetzt wer-den, in welchem das Verhalten von Werkzeug-maschinen durch eine lokale Modellierung der Dämpfung abgebildet wird.

Ergebnisse In diesem Forschungsprojekt wurde eine Methode erarbeitet, die es ermöglicht, für die verschiedenen Dissipationsquellen in einer Werkzeugmaschine geeignete Modelle zu iden-tifizieren und zu parametrieren. Darüber hinaus wurde der Einfluss von Streuungen und Unsi-cherheiten in der Modellierung untersucht, um die Prognosegenauigkeit der Modelle zu erhö-hen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen konnte ein Modellierungsansatz entwickelt werden, der es ermöglicht, die verschiedenen Einflussfakto-ren – wie Massen- und Steifigkeitseigenschaf-ten, lineare Dämpfung, Reibung, Regelung und Bewegung – in der Simulation zu berücksich-tigen und deren Effekte auf das dynamische Verhalten mit hoher Genauigkeit zu prognosti-zieren. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für eine ganzheitliche Optimierung des dynami-schen Verhaltens von Werkzeugmaschinen.

Dank Das Teilprojekt 3 der Forschergruppe FOR1087 „Dämpfungseffekte in Werkzeugmaschinen“ wurde von der Deutschen Forschungsgemein-schaft (DFG) gefördert. Wir danken der DFG für die hervorragende Unterstützung.

Christian Rebelein, M. Sc. Themengruppe Werkzeugmaschinen

Thomas Semm, M. Sc.Themengruppe Werkzeugmaschinen


Innovatives Konzept für BatteriegehäuseIm Rahmen der Forschungsaktivitäten rund um die Forschungsproduktionslinie für Batteriezellen am iwb ist ein Patent für ein Batteriegehäuse entstanden. Der neuartige Aufbau verspricht eine Leistungssteigerung bei gleichzeitiger Kostensenkung.

Das unter der Nummer DE102014117547 vergebene Patent zeichnet sich dadurch aus, dass die geometrisch intelligente Anordnung der Hauptfunktionen eines Zellge-häuses, wie Dichtung, Isolierung und Stromleitung im Zellinneren, zu einer Erhöhung der Ener-giedichte führt. Außerdem wird durch eine integrale Bauweise die Montage der Batteriezellen vereinfacht und dadurch eine Reduktion der Herstellkosten ermöglicht. In diesem Patent ist darüber hinaus eine neu-artige Gestaltung der Zellpole beschrieben, die es erlaubt, mechanisch und thermisch bedingte Verformungen des über-geordneten Batteriesystems zu kompensieren, ohne die Dichtigkeit der Batteriezellen und deren Lebensdauer zu beeinträchtigen.

Vermarktung bereits angelaufenErste am iwb hergestellte Prototypenzellen mit dem neuen Zellgehäuse zeigen gegenüber Batteriezellen nach dem bisherigen Stand der Technik eine Steigerung der Energiedichte um ca. 12 % und des Volumennutzungsgrades um ca. 10 %. Erste Gespräche belegen das große Interesse der Industrie, sodass die Perspektive besteht, das Konzept in zukünftigen Serienzel-len zu realisieren.

DE102014117547-Gehäuse für einen Zellstapel einer Batterie und Verfahren zur Herstellung eines solchen: Markus Westermeier, Johannes Schmalz, Thomas Knoche, Jakob Kurfer. Technische Universität München

Dipl.-Ing. Thomas KnocheThemengruppe Montagetechnik und Robotik

Dipl.-Ing. Johannes SchmalzThemengruppe Montagetechnik und Robotik

KOMPETENZEN FÜR INDUSTRIEUNTERNEHMEN

Zellpole

Zellstapel

Gehäuse (ohne Deckel)

CAD-Modell des Gehäuseprototyps


Patentierung der schnellen Fokusbestimmung beim LaserstrahlschweißenAm iwb wurde ein Verfahren entwickelt, mit welchem die Fokuslage der Schweißoptik im direkten Bezug zum Werkstück sehr schnell identifiziert werden kann. 2016 wurde dieses Verfahren patentiert.

ProblemstellungBei einem Remote-Laserstrahlschweißprozess wird ein Laserstrahl über eine größere Entfer-nung zwischen Optik und Werkstück auf die

Werkstückoberfläche fokussiert. Bedingt durch die Strahlkaustik vergrößert sich der Strahlradi-us, wenn die ideale Fokusposition nicht einge-halten wird. Somit sinkt die maximale Intensität auf dem Werkstück, was beispielsweise in einer verringerten Einschweißtiefe resultiert.

PatentierungDie Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Be-stimmung der Fokuslage, bei welchem zerstö-rungsfrei und direkt an dem zu bearbeitenden Werkstück die ideale Fokuslage identifiziert werden kann.

Neben der Messung der Fokusposition von Festoptiken kann dieses Verfahren auch die Basis darstellen, um Scanneroptiken mess-technisch zu kalibrieren, indem über das gesamte Scanfeld die Fokuslage eingestellt wird. Die notwendigen Hardwarekomponenten sind günstig in der Anschaffung und können über ein Zusatzmodul in die Optiken integriert werden.

EntwicklungsstandDie Funktionsweise ist an einem prototypi-schen Aufbau nachgewiesen und kann Interes-sierten demonstriert werden. Die Vermarktung erfolgt über die Bayerische Patentallianz.

Andreas Ganser, M. Sc. Themengruppe Füge- und Trenntechnik

Remote-Laserstrahlschweißen


„Der Prozess bleibt der Chef“ – die Lernfabrik für Schlanke Produktion (LSP) in Zeiten der DigitalisierungDer Umzug der Lernfabrik für Schlanke Produktion (LSP) von der Versuchshalle des iwb in den umgebauten Leitstand ermög-licht neue Perspektiven. Mit einer Weiter-entwicklung des Schulungskonzeptes soll die LSP auch in der Industrie 4.0 eine klare Botschaft vermitteln: „Der Prozess bleibt der Chef; Ingenieure und IT-Spezialisten dienen ihm.“

Die Lernfabrik für Schlanke Produktion (LSP) am iwb ist ein flexibles, modular gestaltetes Montagesystem. Von der klassischen Werk-stattfertigung bis zur ausgetakteten Fließ-montage lassen sich verschiedene Produkti-onsansätze darstellen. In einer zweiwöchigen Schulung lernen Studierende die Grundlagen des Lean Managements kennen. Schulungen für interessierte Partner aus der Industrie kön-nen individuell zusammengestellt werden und

Studenten im Praktikum der Lernfabrik für Schlanke Produktion


dauern in der Regel zwei bis drei Tage. Einzelne Module lassen sich auch beim Partner vor Ort abhalten; dadurch kann der unmittelbare Bezug zum realen Prozess hergestellt werden.

Umzug in den LeitstandNach dem erfolgreichen Umzug der LSP in den Leitstand des iwb zeigen sich bereits Vorzüge. Durch die räumliche Nähe von Seminarraum und Lernfabrik lässt sich das integrative Schulungskonzept aus Theorie und Anwendung noch einfacher und praxisnäher umsetzen. Neue Herausforderungen (wie z. B. die Integ-ration älterer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter oder das Thema Traceability) konnten in das Schulungskonzept integriert werden.

Lean und Industrie 4.0Bei zwei internen Lean-Schulungen mit Mit-arbeiterinnen und Mitarbeiter des iwb kamen interessante Fragen auf: „Brauchen wir Lean, wenn wir den digitalen Zwilling der Fabrik haben?“ und „Lohnt es sich dann noch, mit Papier und Stift Wertströme zu zeichnen?“

Aus der Lean-Philosophie lassen sich hierzu zwei klare Botschaften ableiten: 1) Die Erfüllung des Kundenwunsches (bei geringer Durchlaufzeit, niedrigen Kosten und hoher Qualität) muss auch in Zukunft das höchste Ziel eines produzierenden Unterneh-mens bleiben. 2) Der ideale Prozess zur Realisierung des Kundenwunsches gibt die Richtung vor, wie dies zu geschehen hat („Der Prozess bleibt der Chef.“).

Der Prozess kann sich allerdings durch neue Möglichkeiten verändern (z. B. modulare Mon-tage). Der Mensch als emotionales Element Cyber-Physischer Systeme (CPS) kann durch

die Digitalisierung außerdem besser befähigt werden, diese Ziele zu erfüllen.

Weiterentwicklung der LSPDas bisherige Schulungskonzept der LSP soll um weitere datenbasierte Analysemethoden und Tools erweitert werden. Durch eine Applet-Nutzung (kleine, leicht zu programmierende Webanwendungen) können in der Lernfabrik entwickelte Montagekonzepte unterstützt und der Prozess effizienter verbessert werden. Erste Erfahrungen mit dem neuen Konzept werden in den kommenden Schulungen gesammelt.

Dipl.-Ing. Felix Jakob BrandlThemengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

Dipl.-Ing. Christopher LockMitglied der Institutsleitung Themengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik


Flexibles Messsystem bestehend aus Laserscanner und Industrieroboter

Roboterbasierte, hochgenaue Qualitäts sicherungRoboterbasierte Messsysteme besitzen das Potenzial, sich gegenüber herkömmlich eingesetzten Messgeräten zu einer zeit-sparenden, kosteneffizienten Alternative zu entwickeln. Die grundlegende Heraus-forderung für den Einsatz roboterbasier-ter Messtechnik in der Praxis liegt dabei in der limitierten Pose-Genauigkeit des Industrieroboters.

Die Qualität eines Produkts hat direkten Einfluss auf die Kundenzufriedenheit. Um hohen Erwar-tungen an die Anmutungs- und Verarbeitungs-qualität gerecht zu werden, muss eine zuver-lässige Fertigungsmesstechnik zur Verfügung stehen. Mit ihrer Hilfe wird die optische und funktionale Maßhaltigkeit der Produkte auch über lange Produktionszyklen sichergestellt.

Roboter statt Koordinatenmessgerät?Etablierte Messmaschinen erfüllen die gefor-derten Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, sind allerdings kostenintensiv und unflexibel und erfordern lange Prüfzeiten. Diese Nach-teile führen zu einem hohen Aufwand bei der Umstellung auf neue Prüfaufträge und unter Berücksichtigung der Taktzeit zu einer geringen Anzahl geprüfter Teile im Prozess. Als Alter-native stehen roboterbasierte Messsysteme zur Verfügung. Mit dem Einsatz von Standard- Industrierobotern kann die Flexibilität der Anla-ge gesteigert werden, während Prozesszeiten und Investitionskosten sinken. Nachteilig sind jedoch die für viele Prüfaufgaben unzureichen-de Pose-Genauigkeit des Roboters sowie die hohe Komplexität der Bedienung.

Verbesserung durch Kalibrierung und automatische ProgrammierungDie maßgebliche Zielsetzung des Forschungs-vorhabens war daher die Steigerung der Mess-genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit von

roboterbasierten Qualitätssicherungssystemen, wodurch das Potenzial derartiger Systeme besser nutzbar wird. Die Reduzierung des Ex-pertenaufwands für die Programmierung führt zu einer gesteigerten Flexibilität und damit auch zu einem erweiterten Einsatzfeld im Rahmen der Qualitätssicherung. Die Forschungsarbeiten umfassten die Entwicklung einer Kalibrierme-thode zur Steigerung der Pose-Genauigkeit des Robotersystems sowie die Automatisierung des Messvorgangs von der Auswahl der Mess-punkte über die Bahnplanung bis zur Datenaus-wertung. Die theoretischen Erkenntnisse dieser Arbeiten wurden am Beispiel von Karosserietei-len validiert.

Dank Unser Dank gilt dem Bayerischen Staatsminis-terium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie, dem Projektträger VDI/VDE-IT sowie den Partnern Audi AG und Perceptron GmbH.

Dipl.-Phys. Gregor LuxThemengruppe Montagetechnik und Robotik


Steigerung der Wertschöpfung in der variantenreichen Montage AsiensWährend Personalkosten in Asien bis jetzt eine oft vernachlässigte Rolle spielten, führt die Globalisierung dazu, dass diese insbe-sondere an großen Industriestandorten ak-tuell stetig steigen. Vor diesem Hintergrund führte die Themengruppe Montagetechnik und Robotik zusammen mit der Themen-gruppe Produktionsmanagement und Logis-tik mehrere Lean-Workshops in Indonesien und China durch.

Bereits seit mehreren Jahren gibt das iwb sowohl in Garching in der Lernfabrik für Schlanke Produktion (LSP) als auch vor Ort in der Industrie Schulungen zum Thema Wert-schöpfungssteigerung. In den letzten zwei Jahren waren mehrere Mitarbeiter hierfür sogar in Asien, um dort bei einem Industriekunden in insgesamt drei Werken verteilt auf zwei Länder die Philosophie der verschwendungsfreien Fabrik einzuführen.

Herausforderung Variantenvielfalt und kulturelles VerständnisNeben ungewohnten klimatischen Bedingun-gen stellten insbesondere die hohe Varianten-vielfalt bei hoher Montagetiefe sowie geringe Losgrößen die größten Herausforderungen dar. Zudem waren die iwb-Mitarbeiter auch auf persönlicher Ebene gefordert. So nahmen an den Workshops jeweils 20 bis 30 Personen aus bis zu sechs verschiedenen Nationen teil. Spannend zu beobachten war, wie groß die Un-terschiede zwischen den Ländern sowohl in der Aufnahme als auch in der späteren Umsetzung der Themen waren.

Kombination aus Theorie und Praxis als bewährtes KonzeptWie immer war das Programm auf die spezi-fischen Bedürfnisse unseres Partners zuge-schnitten. Ziel war es, den Führungskräften

in einem Werk innerhalb von drei Tagen die Grundlagen der schlanken Produktion beizu-bringen und diese möglichst direkt an Praxis-beispielen umzusetzen. Schwerpunkte wurden dabei auf die Identifikation von Verschwendung und Verbesserungspotenzialen sowie den ziel-gerichteten und effektiven Einsatz von Lean-Methoden gesetzt. Durch das direkte Feedback auf Anwendungsbeispiele vor Ort konnten wertvolle Erfahrungen generiert werden.

Positive Entwicklung zu sehenBei einem Auffrischungsworkshop im vergan-genen Jahr konnten sich die Mitarbeiter des iwb ein Bild von den Entwicklungen machen. Interessant zu sehen war, wie mit viel Kreativität und Motivation der Führungskräfte vor Ort die angestoßenen Verbesserungen weiter ausgear-beitet und übertragen wurden.

Dipl.-Ing. Johannes SchmalzThemengruppe Montagetechnik und Robotik

Handwerkszeug für die Workshops


Einführung von Hallenordnung und -sicherheit am iwbDas interne Projekt „Hallenordnung und -sicherheit“ (HOS) soll die Einhaltung der Ar-beitssicherheitsrichtlinien und der Sauber-keit im Versuchsfeld des iwb sicherstellen. Gut zwei Jahre nach Projektstart sind signi-fikante Verbesserungen in beiden Bereichen zu erkennen.

Das Thema Arbeitssicherheit hat in den letzten Jahren auch im akademischen Umfeld deutlich an Brisanz gewonnen. Aus diesem Grund wur-de am iwb das interne Projekt „Hallenordnung und -sicherheit“ (HOS) aus der Taufe gehoben. Die Kernpunkte des Projekts bestanden in der Einführung durchgängiger Standards, der Fest-legung der Versuchsstandverantwortung und

der Einführung eines Auditprozesses. Im Zuge der Auditierung wird im zweiwöchentlichen Rhythmus ein Versuchsstand per Zufallsver-fahren ausgewählt und es werden die Arbeits-sicherheitsmaßnahmen sowie die Ordnung am Versuchsstand durch den Institutsleitungskreis und einen Beauftragten für HOS bewertet. An-schließend werden Verbesserungsmaßnahmen abgeleitet. Dazu wurde ein webbasiertes und intuitiv zu bedienendes Audittool geschaffen, das den Auditprozess unterstützt und dokumentiert. Durch diese Maßnahmen konnte die Einhaltung der Arbeitssicherheitsrichtlinien sowie deren Dokumentation flächendeckend und einheitlich sichergestellt werden.

Ordnung und Sauberkeit Neben der Arbeitssicherheit haben sich Ord-nung und Sauberkeit im Versuchsfeld nach-haltig verbessert. Dazu beigetragen hat insbe-sondere eine groß angelegte Aufräumaktion im Februar 2015. Seither wird das Erreichte im Rahmen eines kontinuierlichen Verbesserungs-prozesses schrittweise erweitert und so das Bewusstsein unter den Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für die Belange der Hallenordnung und -sicherheit gestärkt.

Andreas Bachmann, M. Sc. Themengruppe Füge- und Trenntechnik

FSW-Versuchsstand vor der Einführung von HOS (oben) und zwei Jahre nach der Einführung (unten)


AMMove – Verlagerung der Additiven Fertigung von Augsburg nach GarchingDas iwb blickt auf nunmehr über 20 Jahre erfolgreiche Forschung in der Additiven Fertigung am Standort Augsburg zurück. Mit dem Abschluss der Förderphase für das iwb Anwenderzentrum Augsburg zum Jahresende 2017 werden die Themengruppe „Additive Fertigung“ sowie alle zugehörigen Versuchsstände und Fertigungsanlagen nach Garching verlagert. Ein den aktuellsten Sicherheitsstandards entsprechendes Labor soll den Forschungsarbeiten in der Ver-suchshalle des iwb eine neue Heimat bieten.

Das Labor Mit den in der Additiven Fertigung eingesetzten (teils reaktiven oder gesundheitsgefährdenden) Pulverwerkstoffen gehen hohe Anforderungen an die Arbeitssicherheit einher. Daher ist ein isolierter Laborbereich mit geeigneter Lüftungs-technik notwendig, sodass eine Gefährdung von Personen im Inneren und die Kontaminati-on der Umgebung bestmöglich verhindert wer-den können. Das Labor wird hierbei für mehrere additive Fertigungsanlagen der Technologien Laserstrahlschmelzen (LBM), Elektronenstrahl-schmelzen (EBM) und pulver-binder-basierter 3-D-Druck (3DP) sowie die Ausstattung zur Durchführung von vor- und nachgelagerten Prozessschritten ausgelegt.

Baumaßnahmen Zum jetzigen Zeitpunkt befindet sich das Projekt für den Bau des Labors noch in der Planungsphase. Die Baumaßnahmen wer-den Mitte des Jahres beginnen und sollen im vierten Quartal 2017 abgeschlossen sein. Im Anschluss daran wird die Verlagerung der ad-ditiven Fertigungsanlagen und Versuchsstände

von Augsburg nach Garching sowie deren Wiederinbetriebnahme erfolgen.

Standort Durch den neuen Standort werden sich auf-grund der räumlichen Nähe neue Synergien mit den bereits in Garching beheimateten Themen-gruppen des iwb sowie weiteren Lehrstühlen der TUM ergeben. Darüber hinaus soll auch die in den letzten Jahren aufgebaute enge Part-nerschaft mit dem Fraunhofer IGCV in Augs-burg bestehen bleiben und so die erfolgreiche Kooperation fortgeführt werden.

Dipl.-Phys. Johannes WeiratherMitglied der Institutsleitung Themengruppe Additive Fertigung

Christian Zeller, M. Sc. iwb Anwenderzentrum Augsburg


Fraunhofer-Projektgruppe RMV wird zur Fraunhofer-Einrichtung IGCV „Ein Meilenstein für die anwendernahe Forschung in Bayern“, „ein positiver Bei-trag zur Stärkung der Wirtschaftsregion Augsburg sowie des Industriestandortes Bayern“ – viel Lob und Anerkennung wurde anlässlich der Gründung des Fraunhofer IGCV geäußert.

Hervorgegangen aus den beiden Fraunhofer-Projektgruppen „Ressourceneffiziente Mecha-tronische Verarbeitungsmaschinen“ (RMV) und „Funktionsintegrierter Leichtbau“ (FIL) wurde die Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Com-posite- und Verarbeitungstechnik IGCV zum 1. Juli 2016 gegründet.

Geleitet wird das Fraunhofer IGCV neben Pro-fessor Gunther Reinhart von Professor Klaus

Drechsler und Professor Wolfram Volk, die ebenfalls einen Lehrstuhl an der TUM inneha-ben. Diese enge Verbindung erschließt zahl-reiche Synergien zur Erarbeitung umfassender Forschungsergebnisse. Hierzu bündelt das Fraunhofer IGCV die Forschung und Entwick-lung in den Bereichen Leichtbaugusstechnolo-gien, Faserverbundwerkstoffe und intelligente automatisierte Fertigung.

Bislang sind die Augsburger Standorte auf den Martini-Park sowie den Augsburg Inno-vationspark aufgeteilt, wo zukünftig alles zusammengefasst werden soll. Der in Planung befindliche zweite Bau soll 2019 bezogen werden. In Garching wird zudem eine Außen-stelle mit dem Themengebiet Gießereitechnik aus dem Lehrstuhl für Umformtechnik und

Bayerns Wirtschaftsministerin Ilse Aigner in Interaktion mit einem mobilen, gestikgesteuerten Roboter im Rahmen der Gründungsfeier des Fraunhofer IGCV (Foto mit (von li. nach re.) Prof. Reinhart, Prof. Drechsler, Prof. Volk, Prof. Herrmann (TUM) und Dr. Rosenfeld (Fraunhofer-Gesellschaft))


Gießereiwesen utg der Technischen Universität München (TUM) aufgebaut. Aktuell sind am IGCV rund 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, bis 2021 sollen es ca. 160 Perso-nen werden.

Der Automobilbau, der Flugzeugbau sowie der Maschinen- und Anlagenbau stellen die wichtigsten Anwendungsbranchen dar, an deren Anforderungen sich das Fraunhofer IGCV orientiert. Dabei versteht sich das Fraunhofer IGCV als wertschöpfender Dienstleister für pro-duzierende Unternehmen. Die Fokussierung auf Hybridbauweisen und entsprechende Produkti-onssysteme bietet Potenzial für stark inte grierte Lösungen und neuartige Designkonzepte im Leichtbau. Nicht nur bei Gießereien und

CFK-Herstellern bzw. -Verarbeitern ist zudem eine intelligente Automatisierung und Digitali-sierung von Handlungsschritten notwendig. Die Einbindung von Kompetenzen aus dem Bereich Industrie 4.0 ist ein wichtiger Baustein für das IGCV, um eine wettbewerbsfähige Produktion zu gewährleisten.

Neubau „Am Technologiezentrum 8“ Gefördert mit einer Summe von 28 Mio. € im Rahmen des Forschungsprojektes „Green Factory Bavaria“ wird das zweite Einrich-tungs-Gebäude des Fraunhofer IGCV im Augsburg Innovationspark bis 2019 entste-hen. Mit dem Augsburg Innovationspark und der Ansiedlung von Unternehmen entsteht in räumlicher Nähe zur Universität eine Platt-form zum Wissens- und Technologietransfer für Wirtschaft und Wissenschaft.

Neben dem aktuellen Hauptgebäude „Am Technologiezentrum 2“ wird das neue Gebäu-de unter der Hausnummer 8 zu finden sein. Dort werden ca. 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Platz finden. Thematisch werden in diesem Gebäude hauptsächlich die Bereiche der Verarbeitungstechnik und der intelligenten automatisierten Fertigung angesiedelt sein.

Das vom Bund genehmigte Raumprogramm wird im neuen Forschungsgebäude in zwei

Lena ÖhlhornMarketing Fraunhofer IGCV

Querschnitt des Gebäudes


Geschossen organisiert und durch ein vier-geschossiges Energie/Technik- und Park-gebäude ergänzt.

An der Nordostecke bildet das Institutsgebäu-de eine einladende Eingangssituation. Der Ein-gangshof erlaubt Einblicke in die unterschied-lichen Ebenen des Gebäudes. Die kompakte Gebäudekubatur wird durch einen Innenhof gegliedert, der die Werkshalle belichtet und im Obergeschoss eine Dachterrasse bietet.

Das Forschungsgebäude erhält durch vorge-hängte Fassaden aus dunklen Klinkern einen robusten Charakter, der die raue industrielle Idee des Gebäudeentwurfs verstärkt. Es erhält außerdem ein extensiv begrüntes Dach. Der Bauantrag und die Bauunterlagen wurden im Dezember 2016 eingereicht. Das 1,1 Hektar große Baugrundstück ist bereits frei von Kampfmitteln. Archäologische Grabungen förderten wertvolle Funde aus einer bis zu 3500 Jahre alten Grabstätte zutage, die sich

an dieser Stelle befand. Der Baubeginn ist für Frühling 2017 vorgesehen. Der Einzug in das Gebäude kann etwa zweieinhalb Jahre später erfolgen.

Darüber hinaus ist aktuell ein zweiter Neubau des Fraunhofer IGCV am Standort Garching geplant. Mit Zustimmung des Fraunhofer- Ausschusses vom November 2016 erfolgt aktuell der Genehmigungs-, Planungs- und Bauprozess. Das Bauvorhaben ist mit einem Pilotprojekt zur Einführung von „Building Infor-mation Modeling“ (BIM) verbunden.

Lena ÖhlhornMarketing Fraunhofer IGCV

Außenansicht – Eingangsbereich


SchülerInnen schnuppern Uni-Luft – das TUMKolleg am iwbDas TUMKolleg ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Technischen Universität Mün-chen und dem Otto-von-Taube-Gymnasium in Gauting. Dabei haben an den MINT-Fä-chern besonders interessierte SchülerInnen

die Möglichkeit, das universitäre Leben und Arbeiten bereits während der Oberstufe kennenzulernen. Teil des Programms ist die Erstellung einer Seminararbeit an einem Lehrstuhl der TUM.

Seminararbeit 1: Die Lernkurve in der manuellen ProduktionIn dieser Arbeit wurde mithilfe einer experimen-tellen Studie der Einfluss der Variantenvielfalt auf die Lernkurve eines Produktionsmitarbei-ters untersucht. Dabei haben die Probanden zunächst ein einziges Bauteil 15-mal montiert, um zu zeigen, wie sich durch Übung die Bau-zeit reduziert. Es wurde ein Lerneffekt von 32,5% gemessen. Anschließend sollten drei neue, aber ähnliche Bauteile (Varianten) gebaut werden. Wiederum wurden insgesamt 15 Stück montiert, dieses Mal jedoch in beliebiger Reihenfolge. Hierbei

konnte ein Lerneffekt von 9,8% ermittelt werden.

Die Lernkurve mit Varianten war im gegebenen Szenario um etwa 60% geringer als diejenige ohne Varianten. Daraus lässt sich schließen, dass die Variantenvielfalt einen maßgeblichen Einfluss auf die Lernkurve in der manuellen Produktion hat.

Seminararbeit 2: Einflüsse auf die Fördergeschwindigkeit beim VibrationswendelfördererIn dieser Arbeit wurde experimentell der Ein-fluss der Erregeramplitude und Frequenz auf

20

50

70

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2

4

6

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Freq

uenz

in H

z

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n cm

/sAmplitude in % von U

Mittelwerte Geschwindigkeit

Durchschnittliche Bauzeit der Probanden für die Varianten b–d (Seminararbeit 1)


die Fördergeschwindigkeit von Vibrations-wendelförderern untersucht. Dabei wurde die Zeit gemessen, welche die Beispielbauteile benötigten, um eine festgelegte Strecke bei verschiedenen Frequenzen und Amplituden zu durchqueren.

Der Einfluss auf die Fördergeschwindigkeit konnte für die Amplitude als linear, für die Frequenz als quadratisch nachgewiesen wer-den. Des Weiteren wurde eine Wechselwirkung zwischen Amplitude und Frequenz beobachtet, was die angenommenen Zusammenhänge bestätigt.

Charlotte GüntherBetreuerin: Cosima Stocker

Themengruppe Montagetechnik und Robotik

Annabelle SapperBetreuerin: Susanne Vernim

Themengruppe Produktions-management und Logistik

HERBSTUNIVERSITÄT 2016: IN DEN FERIEN UNI-LUFT SCHNUPPERN3-D-Drucker bieten mit ihrer einfachen und schlichten

Bauweise viele Möglichkeiten. Ob nun ein Stiftehalter oder

ein Armband, dem 3-D-Drucker ist nichts zu schwierig.

Unter dem Motto „Werde zur Designerin! Drucke Dir Deine

Idee einfach aus.“ lernten Schülerinnen ab der 10. Klasse

am 02. November 2016 im Rahmen der Herbstuniversität,

wie man 3-D-Drucker bedient, und erlebten hautnah, wie

ihr ganz individuell gestaltetes Produkt hergestellt wurde.

Auch 2017 wird das iwb wieder zusammen mit vielen

weiteren Lehrstühlen der Technischen Universität

München an der Herbstuniversität teilnehmen und einen

ganz besonderen Einblick in den Alltag der Wissenschaft

geben.

Weitere Informationen

www.schueler.tum.de/herbstuniversitaet

Durchschnittliche Geschwindigkeit bei verschiedenen Einstellungen (Seminararbeit 2)


Ein Blick auf die Produktion von morgen: Der Produktionskongress 2016

Wie sieht die Produktion von morgen aus? Welche Trends und Entwicklungen zeichnen sich ab? Welche Chancen bietet Industrie 4.0 und wo ist gesunder Realismus an-gebracht? Diese Fragen wurden von 250 Experten aus Industrie und Wissenschaft beim Produktionskongress 2016 im Leonar-do Royal Hotel Munich diskutiert. Packende Vorträge, innovative Aussteller, eine aktive Podiumsdiskussion und zahlreiche Möglich-keiten zum Netzwerken boten den perfekten Rahmen für den Austausch neuer Ideen und Visionen.

Sind es nicht virtuelle Fabriken, produktions-begleitende Echtzeit-Simulationen sowie vernetzte Produkte und Betriebsmittel, die es Unternehmen zukünftig ermöglichen, wett-bewerbsfähig zu produzieren? Oder sollten besser wieder die traditionellen produktions-technischen Erfolgsrezepte wie das Cardboard Engineering, die Standardisierung durch Bau-kästen oder erfahrungsbasierte Methoden in den Fokus rücken?

Lösungskonzepte aus Industrie und ForschungInsgesamt 31 Fach- und Keynote-Vorträge, eine kontroverse Podiumsdiskussion sowie die traditionellen Institutsbesichtigungen luden zu individuellen Gesprächen ein. In über 50

Während der traditionellen Führung durch die Versuchshalle des iwb zum Produktionskongress 2016


Live-Demos am iwb und am utg wurden top-aktuelle Forschungsaktivitäten eindrucksvoll präsentiert. Für die optimale Vorbereitung der Teilnehmer wurden viele Themen schon im Vorfeld online bereitgestellt. Nach dem Motto: Produktionskongress an 365 Tagen im Jahr!

Virtualisierung 4.0„Ohne die Simulation müsste man Flugzeu-ge testen, von denen man nicht weiß, ob sie fliegen können.“ (The Cutting Edge, Anger Machining GmbH, 2014) Mit diesem Beispiel beschrieb Professor Michael F. Zäh die immer größer werdende Bedeutung der Simulation im Produktionsumfeld. Aber nicht nur die allgegenwärtige Simulation, sondern auch die grenzenlosen Möglichkeiten von Virtual Reality und Big Data in der Produktion wurden in der Vortragsspur „Virtualisierung 4.0“ diskutiert.

Prüfstand 4.0Welchen Nutzen haben immer bessere Simu-lationen, wenn die Realität – der Prüfstand – nicht hinterherkommt? In der Vortragsspur „Prüfstand 4.0“ wurden die Kongressteilneh-mer wieder auf den Boden der Werkshalle zurückgeholt. Hier wurden aktuellste Trends und Technologien in der Mess- und Prüftech-nik präsentiert. Ergebnis: Die physische Absi-cherung ist auch aus der digitalen Welt nicht wegzudenken!

Pragmatismus 4.0In der Vortragsspur „Pragmatismus 4.0“ wurden Mittel und Wege aufgezeigt, wie in der Praxis die geeignete Kombination aus Simulation und physischem Modell zur Erfolgsgeschichte führt. Dabei wurden jeweils bestmögliche Lösungsan-sätze vorgestellt, um schnelle, aber auch hinrei-chend genaue Ergebnisse zu erzielen. Ob in der Luftfahrt, der Nutzfahrzeugindustrie oder an der Universität: Pragmatismus ist gefragt!

DankZusammen mit dem utg danken wir allen Referenten für die außerordentlich gute

Zusammenarbeit und allen Teilnehmern des Produktionskongresses 2016, denn sie haben dazu beigetragen, dass der Produktionskon-gress ein voller Erfolg wurde!

Weitere InformationenAuch nach dem Produktionskongress lassen sich viele Informationsmaterialien, Videos und Dokumente herunterladen: www.produktionskongress.de

Jan Bernd Habedank, M. Sc. Themengruppe Füge- und Trenntechnik

Sven Hawer, M. Sc. Themengruppe Produktionsmanage-ment und Logistik

Tanja MayerMarketing & PR

Kabarett während der Abendveranstaltung durch Wolfgang Krebs


AUTOMATICA 2016: Innovative Forschung zur Produktion der ZukunftIm Juni 2016 präsentierte das iwb auf der AUTOMATICA 2016, der führenden Mes-se für Automatisierung und Mechatronik, aktuelle Themenstellungen aus Produktion und Forschung. Ob moderne Montage- und Handhabungstechnik oder industrielle Bildverarbeitung, im Forschungsspektrum des iwb spielten im Jahr 2016 auch diese Themen eine zentrale Rolle.

Vom 21. bis 24. Juni 2016 fand in München die AUTOMATICA 2016 statt. Auf mehr als 55.000 qm Ausstellungsfläche wurden 45.000 Besucher und 800 Aussteller aus 47 Ländern

in Empfang genommen. Zusammen mit un-seren langjährigen Partnern der Fraunhofer-Einrichtung IGCV sowie dem Cluster Mecha-tronik und Automation stellten wir auf einem Gemeinschaftsstand aktuelle Themen aus der Forschung vor.

Vorgestellte ForschungsthemenDas größte Exponat auf dem Gemeinschafts-stand stellte der Demonstrator des Forschungs-projektes „InnoCyFer“ dar. Auf mehr als 30 qm wurde die komplette Prozesskette für eine kundenindividuelle Produktion abgebildet. Die Anwendung der Physiksimulation in der

Der Gemeinschaftstand auf der AUTOMATICA 2016


Zuführtechnik wurde anhand eines Vibrations-wendelförderers mit einer Lego-Zuführstrecke veranschaulicht. Beim „Image Stitching“ wurde präsentiert, wie eine präzise Vermessung von Werkstücken mithilfe intelligenter Bildverar-beitung bei der robotergestützten Qualitätssi-cherung ermöglicht werden kann. Besonderen Zuspruch erhielten die Forschungsthemen Energiespeicher und Elektromobilität. Hierzu wurde unter anderem die automatisierte Monta-ge von Lithium-Ionen-Zellen zu Batteriemodulen mithilfe eines Leichtbau-Roboters vorgestellt.

Mensch und Automatisierung in der Industrie 4.0 – ein Widerspruch?Natürlich durfte 2016 auch die Rolle des Menschen in der Industrie 4.0 nicht fehlen. Anhand intelligenter Montagearbeitsplätze und Werkerassistenzsysteme wurde gezeigt,

wie der Mensch in eine vernetzte Produktion integriert werden kann. Dass auch im Zeitalter des 3-D-Drucks noch Späne fliegen, zeigte die „Werkzeugmaschine hoch innovativ“ (WZM^i), welche mehrere Ansätze aus aktuellen For-schungsthemen aufgreift.

Joscha Schnell, M. Sc. Themengruppe Montagetechnik und Robotik


Hoher Besucherandrang auf der AUTOMATICA 2016


„Licht auf dem nächsten Level“: Sonderschau „Photons in Pro duction“ 2017Rund 300 m², zwei Laseranlagen mit Live-Demonstrationen, vielseitige Exponate und eine Workshop Area für Guided Tours. Auf der 2017 in München stattfindenden Son-derschau „Photons in Production“ erwartet die Gäste nicht nur ein Einblick in innova-tive Forschungsthemen, sondern auch ein anwenderorientierter Workshop, um gezielt eigene Problemstellungen anzugehen.

Als Technologiemesse, die das komplette Spektrum der bisher möglichen Anwen-dungsfelder zeigt, findet die LASER World of PHOTONICS 2017 bereits zum 23. Mal statt. Mehr als 30.000 Besucherinnen und Besucher erhalten 2017 unter dem Motto „Licht auf dem nächsten Level“ wieder ei-nen Einblick in neueste Laser-Technologien. Auch dieses Jahr wird das iwb wieder in

Kooperation mit dem Bayerischen Laser-zentrum die Sonderschau „Photons in Production“ ausrichten.

Erfahren Sie mehr zu effizientem KupferschweißenBesonders bei hochreflektiven Metallen wie Kupfer ist eine effiziente Prozessgestaltung von großer Bedeutung. Dies erfordert unter anderem bei der Fertigung von Batteriezellen innovative Lösungsansätze.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des iwb präsentieren auf der Sonderschau ihre Forschungsergebnisse zu aktuellen Themenkomplexen wie beispielsweise der Inline-Prozessüberwachung oder dem Fügen von Komponenten der Elektromobilität und von Kunststoff-Metall-Mischverbindungen.

Impression der LASER World of PHOTONICS 2015


Neu in 2017: Guided ToursErstmalig wird auf der Sonderschau im Rah-men von Guided Tours mehrmals täglich ein Impulsvortrag von Laserexperten zu einem ausgewählten Trend der Lasermaterialbearbei-tung gehalten. Anschließend wird das Thema im geführten Rundgang zu den Ständen von ausgewählten Innovationstreibern in diesen Gebieten weiter vertieft. Die Themengebiete werden neben der Digitalisierung in der Laser-technik und der Lasermaterialbearbeitung in der Elektromobilität auch Trends in der Remo-te-Laserstrahlbearbeitung sein.

Weitere Informationenwww.iwb.mw.tum.de/Veranstaltungen/Laser2017

EMO Hannover 2017: Cyber-Physische Zusatzmodule in der WerkzeugmaschineNach einer vierjährigen Pause findet die Weltleitmesse für Metallbearbeitung vom 18. – 23. September 2017 wieder in Han-nover statt. In diesem Jahr wird auch das iwb dabei sein und auf der mav industrie 4.0 area präsentieren, wie der Einsatz Cyber-Physischer Zusatzmodule in der Werkzeugmaschine eine bauteilgerechte

Maschinenkonfiguration in der Fertigung hervorbringt.

Organisiert vom VDW erhalten Gäste der EMO Hannover 2017 unter dem diesjährigen Motto „Connecting systems for intelligent production“ einen Einblick, wie sie in der Digitalisierung und Vernetzung der Produktion den größtmöglichen

Dipl.-Ing. Martin Wilhelm HauboldThemengruppe Füge- und Trenntechnik


Amanda Leigh Zens, M. Sc. Themengruppe Füge- und Trenntechnik

Werkzeugmaschinenspindel mit BaZMod-Schnittstelle


Kundennutzen generieren können. Auch das iwb wird in diesem Jahr dabei sein und im Rahmen der mav industrie 4.0 area zusammen mit nati-onalen und internationalen Technologieführern aktuelle Forschungsergebnisse präsentieren.

Sensoren zur Prozessüberwachung benöti-gen eine standardisierte SchnittstelleAuf modernen Werkzeugmaschinen wird eine steigende Zahl von Optionen zur Verbesserung der Qualität und zur Erweiterung der Bearbei-tungsmöglichkeiten eingesetzt, z. B. Messmittel, aktorische Werkzeuge, Beschriftungsapparate und Werkzeuge, die mit Sensoren zur Prozess-überwachung und -optimierung ausgerüstet sind. Alle Optionen benötigen Energie- und Kommunikationsschnittstellen zur Werkzeug-maschinensteuerung. Diese sind heutzutage allerdings herstellerbezogen und müssen jeweils individuell installiert und in der Maschinen-Software programmiert werden. Die Integration von Optionen ist dadurch eingeschränkt und der Kostenaufwand fällt individuell an. Stan-dardisierte Schnittstellen und sich automatisch konfigurierende Systeme (CPS) sind erforderlich, um die Innovationspotenziale zu heben.

Das auf der Sonderschau Industrie 4.0 vor-zustellende Forschungsprojekt „BaZMod“ präsentiert, wie eine herstellerübergreifende Schnittstelle zwischen der rotierenden Spindel mit dem Werkzeug und der Steuerung eines Bearbeitungszentrums aufgebaut werden kann. Diese standardisierte Schnittstelle integriert dabei die mechanische und elektrische An-kopplung des Werkzeugs und stellt damit die Basis für den bidirektionalen Datenaustausch sowie die Energieübertragung dar.

Besonderes Rahmenprogramm Neben der Präsentation dieser Werkzeug-maschine auf der Sonderschau Industrie 4.0 erhalten Gäste im Rahmen des Forums Indus-trie 4.0 einen detaillierten Einblick in die Funk-tionsweise und die Forschungsergebnisse zu diesem Projekt.

Weitere Informationen Alle Informationen zum Messeauftritt sowie zu den Vorträgen im Rahmenprogramm erhalten Sie unter: www.iwb.mw.tum.de/EMO2017

Dipl.-Ing. (Univ.) Philipp RinckThemengruppe Werkzeugmaschinen


Impressum

Der iwb newsletter erscheint vierteljährlich und wird herausgegeben vomInstitut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) Fakultät für Maschinenwesen Technische Universität München Boltzmannstraße 15 85748 Garching bei München www.iwb.mw.tum.de

ISSN 1434-324X (Druck-Ausgabe) ISSN 1614-3442 (Online-Ausgabe)

Redaktion: Tanja Mayer, Fkffr. Marketing

Herstellung: dm druckmedien gmbh Paul-Heyse-Straße 28, 80336 München

Verlag: Herbert UTZ Verlag GmbH Adalbertstraße 57, 80799 München

Natürlich gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Umweltpapier.

Weitere Informationen erhalten Sie unter: www.iwb.mw.tum.de

Technische Universität München iwb Jahresbericht …...im Rahmen von Forschungsprojekten...

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