Das hybride Verbundschmieden von Aluminiummassivteil und Stahlblechen ist eine Kombination aus Materialleichtbau und strukturellem Leichtbau. Bei diesem Verfahren werden ein Aluminiummassivteil und ein Stahlblech kombiniert und gleichzeitig umgeformt. Durch das Umformen wird unter Verwendung von Zink als Lotmaterial eine stoffschlüssige Verbindung erzeugt. Dadurch wird die Bildung spröder intermetallischer Fe-Al-Phasen sowie Kontaktkorrosion verhindert. Die Zinkschicht wird durch Schmelztauchen auf das Aluminiummassivteil aufgebracht. Um durch Umformen eine stoffschlüssige Verbindung herzustellen, werden in ersten experimentellen Versuchen geeignete Parameter wie z.B. die Umformtemperatur ermittelt. Schliffbilder zeigten, dass die Zinkschicht nach der Umformung noch intakt ist. In dieser Veröffentlichung wird die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Umformschritte und unterschiedlicher Geometrien der Aluminiummassivteiloberfläche auf die Verbindungsfestigkeit beschrieben. Die Umformversuche zeigen, dass eine weitere Umformung des Aluminiummassivteils, die zu einer größeren Verformung führt, zu einer stärkeren Verbindung zwischen beiden Fügepartnern führt. Es gibt jedoch eine Grenze für die Umformung, da sich die aufgebrachten Kräfte auf das Stahlblech übertragen können, was zu einer unbeabsichtigten Verformung führen kann. Die erzeugten Hybridteile werden auf ihre Fähigkeit zur weiteren Umformung geprüft. Daher werden die gefügten Hybridteile einem Tiefziehprozess unterzogen, um festzustellen, ob die Verbindung einer weiteren Verformung des Hybridteils standhält.
Aluminium, Hybridschmieden, Leichtbau, Hybrid
Wenn Unternehmen während der Fabrikplanung schon ein passendes Transportsystem auswählen, können sie nachträgliche Anpassungen vermeiden und viel Zeit und Kosten sparen. Das IPH entwickelt einen Softwaredemonstrator für die automatisierte Layout- und Transportsystemplanung.
Fabrikplanung, Fuzzy Logik, Transportmittelauswahl, Routenplanung
Die branchenübergreifende Digitalisierung der Wirtschaft führt nicht nur zur Entstehung innovativer Produkte und Dienstleistungen, sondern auch zu einem Wandel bestehender Marktlogiken. Insbesondere digitale Plattformen werden in zunehmendem Maße als Wachstums- und Innovationstreiber des digitalen Wandels betrachtet. Durch die Verknüpfung der Sharing Economy in Form des Kapazitäten-Sharings mit digitalen Plattformen können Unternehmen ihre freien bzw. benötigten Kapazitäten überbetrieblich ver- bzw. einkaufen und damit Negativfolgen der Unter- bzw. Überlastung, wie z. B. Kurzarbeit oder Überstunden, entgegenwirken.
Kapazitätensharing
Glühend heiße, kiloschwere Stahlteile zu handhaben ist körperlich belastend. Eine neuartige Schmiedezange soll Belastungen bei der Arbeit reduzieren, Schmerzen vorbeugen und den Krankenstand senken.
Schmieden, Ergonomie, Belastungsreduktion
Die Auswahl von Lager-, Kommissionier- und Transportsystemen (LKT-Systeme) ist aufgrund der hohen Anzahl an zur Verfügung stehenden Systemen am Markt und zu betrachtenden Einflussfaktoren sehr komplex. Ein wichtiger Einflussfaktor ist die Automatisierung. Zur Einordnung der Automatisierungsgrade von LKT-Systemen und zur Bestimmung der individuell notwendigen Automatisierung wird folgend eine Methode vorgeschlagen.
Automatisierung, Lager, Kommissionier und Transportsysteme
Die Investitionskosten für die Fertigung von Spritzgusswerkzeugen sind die Grundlage für die Entscheidung, ob ein Werkzeug für die Massenproduktion geeignet ist. Wenn die Werkzeugkosten zu hoch sind, kann es sein, dass ein Produkt für die Produktion nicht rentabel ist. Wenn die Werkzeugkosten vom Werkzeugbauer zu niedrig veranschlagt werden, kann dies Auswirkungen auf den Vertrag haben.
Das Ziel dieser Forschung ist es, eine Methode mit menschenähnlicher Angebotsgenauigkeit zu entwickeln, eine Standardisierung zu erreichen, historische Angebotsdaten zu berücksichtigen und die Angebotsprozesszeiten zu verkürzen. Der entwickelte maschinelle Lernansatz basiert auf Geometriedaten von Teilen und zusätzlichen Meta-Informationen.
Spritzgießen, Werkzeugbau, Industrie 4.0
Das Ziel des Teilprojektes B1 des Sonderforschungsbereiches (SFB) 1153 ist die Ermittlung der Umformbarkeit neuartiger hybrider Halbzeuge mittels des inkrementell umformenden Querkeilwalzens. Hauptaspekt ist die Umformung verschieden hergestellter Hybridhalbzeuge aus Stahl, Aluminium und Hartwerkstofflegierungen. Zur Reduktion des Bauteilgewichts ist es durch die Verwendung hybrider Halbzeuge möglich, weniger belastete Segmente eines zuvor monolithischen Bauteils aus einem Leichtmetall zu fertigen. Zur Erhöhung des Verschleißwiderstandes kann ein Bauteilbereich (z. B. ein Lagersitz) mit einem Hartwerkstoff ummantelt werden. Darüber hinaus sollen zukünftig Prozessgrößen (z. B. Temperatur und Kraft) im Werkzeug-Werkstück-Kontakt gemessen werden. Für die verwendeten Halbzeuge gibt es primär zwei Werkstoffanordnungen: ummantelt (koaxial - Demonstrator Welle 1) und stirnseitig gefügt (seriell - Demonstrator Welle 3). Eine Herausforderung ist die für die Umformung notwendige Erwärmung der Halbzeuge, da das Hybridhalbzeug aufgrund der verschiedenen Werkstoffe unterschiedliche Fließwiderstände besitzt und ggf. inhomogen erwärmt werden muss, um eine gleichmäßige Umformung zu ermöglichen.
Umformtechnik, Querkeilwalzen, Hybride Halbzeuge, Tailored Forming
Der Sonderforschungsbereich 1153 „Tailored Forming“ am Institut für Integrierte Produktion Hannover erschließt weiteres Potenzial hybrider Massivbauteile. Auf Basis eines neuartigen Fertigungsablaufs sollen maßgeschneiderte, bereits vor der Formgebung gefügte Halbzeuge eingesetzt werden.
Tailored Forming, Querkeilwalzen, Umformtechnik, Aluminium, Stahl
Methoden zur Qualitätssicherung sind ein zentraler Erfolgsfaktor für die weitere Industrialisierung der Additiven Fertigung. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein optisches Prüfsystem vorgestellt, welches die Prozessgüte bei der additiven Materialextrusion schichtweise während der Herstellung überwacht. Die Prüfaufgabe wird analysiert, Hardwarekomponenten für die Datenerfassung werden konzeptioniert und ein erster Schritt zur texturanalytischen Fehlerdetektion wird vorgestellt.
Additive Fertigung, 3D-Druck, Materialextrusion, Fused Deposition Modeling, Bildverarbeitung
Wie ergonomisch ist mein Arbeitsplatz? Wissenschaftler aus Hannover haben eine Bewertungssoftware entwickelt, mit der sich diese Frage schnell und objektiv beantworten lässt. Der digitale Ergonomiebewerter hilft vor allem kleinen und mittleren Unternehmen: In Zukunft können sie ohne großen Aufwand Ergonomiebewertungen durchführen, um ihre Montage-Mitarbeiter vor Rücken- und Knieschmerzen, Sehnenscheidenentzündungen oder ähnlichen Problemen zu schützen.
Ergonomiebewertung, Industrie 4.0, 3D-Kamera
Dank digitaler Assistenten können auch gering qualifizierte Arbeitskräfte komplexe Tätigkeiten ausführen – das zeigt das Beispiel der SCHUBS GmbH. Das Unternehmen fertigt maßgeschneiderte Schaltschränke und ist ein wichtiger Arbeitgeber für Menschen mit Behinderungen. Damit diese in Zukunft verantwortungsvollere Tätigkeiten übernehmen können, möchte Schubs ein digitales Assistenzsystem einführen. Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hannover hat dafür den Demonstrator entwickelt.
Assistenzssysteme, Digitalisierung
Die Digitalisierung von Prozessen und die Vernetzung von Anlagen stellt für viele Kleinunternehmen eine große Herausforderung dar. Der Umbruch zur Industrie 4.0 erfasst neben klassischen Produktionsbetrieben immer stärker auch Zweige, die bisher nicht ausreichend als Anwender für smarte Technologien und IoT berücksichtigt wurden. Moderne Reitanlagen managen komplexe Zeit- und Futterpläne, tracken Bewegungsdaten, analysieren Temperaturen und andere Messgrößen oder überwachen Weidezäune.
Für all diese anspruchsvollen und aufwendigen Vorgänge existiert bisher jedoch kein Instrument um diese effizient, zentral und einfach zu steuern. Ludwig und Partner Reitanlagen und das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hannover haben in Zusammenarbeit ein Konzept für eine niederschwellige Vernetzung solcher Anlagen entwickelt. Mit diesem sollen Chancen der Digitalisierung besser zugänglich und ein wirtschaftlicher Betrieb bei einer tiergereichten Haltung sichergestellt werden
Digitalisierung, Internet of Things, IoT, Vernetzung, Retrofit
Ob beim Transport von Salz, Zucker oder jedem anderem Schüttgut sind Gurtförderanlagen ideal um einen stetigen Massenstrom zu realisieren. Wichtiger Bestandteil von Gurtförderanlagen sind Tragrollen. Diese stützen den Gurt und das darauf befindliche Schüttgut. Zur Untersuchung von Tragrollen hat das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) einen Prüfstand entwickelt.
Tragrollen, Schüttgutfördertechnik, Tragrollenprüfungen
Bis heute ist die Auslegung von Vorformen für Gesenkschmiedeprozesse ein zeitaufwändiger und manueller Trial-and-Error Prozess. Die Qualität der Vorform ist dabei maßgeblich abhängig vom konstruierenden Ingenieur. Gleichzeitig besitzt die Vorform einen großen Einfluss auf das spätere Schmiedeergebnis. Um unabhängig von der Erfahrung des Ingenieurs und zeitaufwändigen Optimierungsprozessen zu werden, präsentiert und untersucht dieser Artikel einen Algorithmus zur Vorformoptimierung von querkeilgewalzten Vorformen. Der Algorithmus berücksichtigt dafür die Massenverteilung des fertigen Bauteils, das Vorformvolumen, die Komplexität der Vorformkontur, die Auftrittswahrscheinlichkeit von Falten im fertigen Bauteil und den notwendigen Gratzuschlag. So bildet sich ein multikriterielles Optimierungsproblem, das zu einem großen Suchraum führt. Daher wird ein evolutionärer Algorithmus zur Optimierung verwendet. Der entwickelte Algorithmus wird anhand eines Pleuels getestet, um den Einfluss der Algorithmusparameter zu bestimmen. Es zeigt sich, dass der Algorithmus in der Lage ist, innerhalb einer Minute eine geeignete Vorform hinsichtlich der gegebenen Kriterien, auszulegen. Darüber hinaus zeigen zwei der fünf Algorithmusparameter, der Selektionsdruck und die Populationsgröße, einen signifikanten Einfluss auf die Laufzeit und Qualität der Optimierung.
Vorformoptimierung, Genetischer Algorithmus, Querkeilwalzen, Adaptiver Grat
Eine produktabhängige, individuelle Prozessentwicklung stellt in der Lasermaterialbearbeitung einen Hauptkostentreiber dar. In einem FQS-geförderten Projekt wird daher das Expertensystem SmQL entwickelt, in dem sich Prozesswissen formalisiert speichern und in Regelform repräsentiert lässt. Das soll Zeiten für den Einrichtprozesse minimieren und langfristig Wissen im Unternehmen sichern.
Expertensystem, Industrie 4.0, Lasermaterialbearbeitung
Methoden zur Qualitätssicherung sind ein zentraler Erfolgsfaktor für die weitere Industrialisierung der additiven Fertigung. Im IGF-Forschungsprojekt „Optische Qualitätsprüfung für den Extrusions-3D-Druck (Quali3D)" wird daher ein Prüfsystem entwickelt, welches die Güte des additiven Prozesses schichtweise überwacht. Dies soll eine umfassende Bewertung ermöglichen.
3D-Druck, Additive Fertigung, Optische Messtechnik, Bildverarbeitung
Die Prozessierung von Keramik ist eine wichtige Technologie für verschiedene technische Anwendungen. In diesem Beitrag wird ein hochgradig kontrollierbarer Prozess, bestehend aus Sprühbeschichtung und Laserstrukturierung, zur Gestaltung keramischer Schichten auf einem vielseitig einsetzbaren Substrat vorgestellt. Ein thermoelektrisches Oxid, Ca3Co4O9, das eine Form von thermoelektrischer Materialen ist, wird in dem Prozess verwendet und auf ein flexibles Keramiksubstrat appliziert. Die resultierenden Strukturen haben hochgradig kontrollierbare Geometrie und gute thermoelektrische Eigenschaften und eignen sich dadurch zur Herstellung thermoelektrischer Generatoren (TEG). Die Verwendung eines flexiblen Keramiksubstrats und die hohe Anpassbarkeit des Verfahrens ermöglichen einen Prozess, welcher die Bearbeituung von Keramiken und einzigarten Strukturen und Desings ermöglicht.
Thermoelektrik, Gedruckte Elektronik, Laserstrukturierung, Gedruckte Keramik, Sprühbeschichtung
Im Beitrag wird eine Methode auf Basis Künstlicher Neuronaler Netze vorgestellt, die es erlaubt, schmiedetechnisch hergestellte Bauteile automatisiert zur Einordnung in Formenklassen zu klassifizieren. Dadurch ist es möglich, direkt aus der CAD-Datei des Schmiedeteils eine Formenklasse und für die Auslegung des Prozesses relevante Charakteristika zu ermitteln, die in einem übergeordneten Ziel dazu genutzt werden, eine automatisierte Stadienplanung durchzuführen.
Schmieden, KNN, CAD
Die strukturierte und zukunftsorientierte Planung von Fabriklayouts stellt einen wichtigen Faktor für die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen dar. Hierbei stoßen konventionelle Planungsmethoden mit 2D-Layouts jedoch an ihre Grenzen, da sie die immer komplexer werdenden Fabrikstrukturen nicht mehr detailliert abbilden können. Alternativen dazu bieten 360° Umgebungsscanverfahren, die aktuell jedoch meist nur als Vorlage für eine Nachmodellierung dienen. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die eine Planung direkt in dem gescannten Fabrikabbild ermöglicht. Damit soll der Fabrikplanungsprozess effizienter und weniger fehleranfällig gestaltet werden.
3D-Fabriklayout, Fabrikplanung, Produktionsplanung, Punktwolke, Punktwolkenverarbeitung
Im Rahmen des Projekts CoMoGear konnte ein energieautarkes, drahtloses Sensornetzwerk zur Zustandsdiagnose von hochbelasteten, rotierenden Bauteilen im Schiffsgetriebe entwickelt werden. Dieses Sensornetzwerk besteht aus mehreren Sensorknoten und Energy Harvestern.
Sensorknoten, Zustandsüberwachung, Schiffsgetriebe, Energy Harvesting
